1、第一章 绪 论,1.1 无线通信系统概述 1.2 无线电信号与调制 1.3 本课程的特点,1.1 无线通信系统概述,第一章 绪 论,通信系统的组成,图11 无线通信系统的基本组成,无线通信系统的组成,信源,信宿,无线通信系统的组成,无线通信系统的基本组成:（1）高频振荡器：用于产生载波或本地振荡信号（2）放大器：包括小信号放大和功率放大（3）混频或变频：（4）调制与解调：（5）反馈控制电路：包括AGC、AFC和APC（PLL）,高频电路是通信系统,特别是无线通信系统的基础,以上电路也是高频电子线路课程的基本教学内容。,按照无线通信系统中关键部分的不同特性,有以下一些类型:（1）按照工作频段或传
2、输手段分类,有中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信和卫星通信等。射频（RF）实际上是“高频”的广义语,它是指适合无线电发射和传播的频率。,无线通信系统的类型,按照无线通信系统中关键部分的不同特性,有以下一些类型:（2）按照通信方式来分类,主要有（全）双工、半双工和单工方式。（3）按照调制方式的不同来划分,有调幅、调频、调相以及混合调制等。（4）按照传送的消息类型分类,有模拟通信和数字通信,也可以分为话音通信、图像通信、数据通信和多媒体通信等。,无线通信系统的类型,各种不同类型的通信系统,其系统组成和设备的复杂程度都有很大不同。但是组成设备的基本电路及其原理都是相同的,遵从同样的规律。本课程
3、将以模拟通信为重点来研究这些基本电路,认识其规律。这些电路和规律完全可以推广应用到其它类型的通信系统。,无线通信系统的类型,1.2 无线电信号与调制,第一章 绪 论,一个无线电信号,可以将它表示为电压或电流的时间函数,通常用时域波形或数学表达式来描述。无线电信号的时间特性就是信号随时间变化快慢的特性。,无线电信号的时间特性,对于较复杂的信号（如话音信号、图像信号等）,用频谱分析法表示较为方便。,图 1 2 信号分解,无线电信号的频谱特性,图 1 3 频谱图,对于较复杂的信号（如话音信号、图像信号等）,用频谱分析法表示较为方便。,无线电信号的频谱特性,这里所讲的频率特性就是无线电信号的频率或波长
4、。电磁波辐射的波谱很宽,如下图所示。,无线电信号的频率特性,可以认为无线电波是一种频率相对较低的电磁波,无线电波的频段划分,无线电频率是人类宝贵的电磁资源，必须科学地分配、管理和使用。,1897年，意大利无线电工程师、企业家马可尼，实用无线电报通信的创始人。,19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦建立了完整的电磁场理论；,1887年，德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在；,无线电波的发现和应用,莫尔斯电码：一套由“点”和“划”构成的系统，通过“点”和“划”间隔的不同排列顺序来表达不同的英文字母、数字和标点符号。,中文电报码：啊0759 阿7093 埃1002 挨2179 哎0740
5、矮4253 艾5337 碍4293 爱1947 隘7137 鞍7254 氨8637 安1344 按2174 暗2542,电报、电话和移动通信,电报、电话和移动通信,电报、电话和移动通信,双频GSM使用GSM900和DCS1800两个频段，其中GSM900包括两个25MHz的子频带，即890915MHz以及935960MHz，DCS1800包括两个75MHz的子频带，即17101785MHz以及18051880MHz。,GSM标准规定:,无线电波的频段划分,CDMA频率:825880MHz。,无线电信号的传播特性,传播特性是指无线电信号的传播方式、传播距离、传播特点等。电磁波从发射天线辐射出去后
6、,接收机只能收到其中极小的一部分,在传播过程中,电波的能量会被地面、建筑物或高空的电离层吸收或反射,或者在大气层中产生折射或散射等现象,造成到达接收机时的强度大大衰减。,决定传播方式和传播特点的关键因素是无线电信号的频率。,图1 5 无线电波的主要传播方式（a）直射传播;（b）地波传播;（c）天波传播;（d）散射传播,无线电信号的传播特性,(距地面60600km),(距地面1012km),(散射传播距离100500km),(适合频率4006000MHz),(一次反射距离约为4000km),(适合于中短波),(适合于中长波),(适合于超短波、微波),无线电传播一般都要采用高频（射频）的原因是高频
7、适于天线辐射和无线传播。只有当天线的尺寸可以与信号波长相比拟时,天线的辐射效率才会较高,从而以较小的信号功率传播较远的距离,接收天线也才能有效地接收信号。,无线电信号的传播特性,所谓调制,就是用调制信号去控制高频载波的参数,使载波信号的某一个或几个参数（振幅、频率或相位）按照调制信号的规律变化。根据载波受调制参数的不同,调制分为三种基本方式,它们是振幅调制（调幅）、频率调制（调频）、相位调制（调相）,分别用AM、FM、PM表示，还可以有组合调制方式。,无线电信号的调制,1.3 本课程的特点,第一章 绪 论,高频电子线路的特点,(1)高频电子线路是由线性元件（电阻、电容、电感等）和非线性器件（二
8、极管、三极管、场效应管等）组成；(2)非线性电路的分析是本课程的核心和难点；(3)本课程的主要内容有高频振荡器、高频放大器（小信号放大、功率放大）、高频信号的变换和处理（变频、调制、解调）等。,1 画出无线通信收发信机的原理框图,并说出各部分的功用。2 无线通信为什么要用高频信号？“高频”信号指的是什么？3 无线通信为什么要进行调制？如何进行调制？4 无线电信号的频段或波段是如何划分的？各个频段的传播特性和应用情况如何？,思考题与习题,11 画出无线通信收发信机的原理框图，并说出各部分功用。,上图是一个语音无线电广播通信系统的基本框图，它由发射部分、接收部分以及无线信道三大部分组成。,思考题与
9、习题,发射部分由话筒、音频放大器、调制器、变频器、功率放大器和发射天线组成。音频信号经低频放大后，首先进行调制变成一个高频已调波，然后通过变频达到所需的发射频率，经高频功率放大后，由天线发射出去。,11 画出无线通信收发信机的原理框图，并说出各部分功用。,思考题与习题,接收设备由接收天线、高频小信号放大器、混频器、中频放大器、解调器、音频放大器、扬声器等组成。由天线接收的高频信号，经放大、混频后，变成一中频已调波，然后检波，恢复出原来的音频信息，经低频功放后驱动扬声器。,11 画出无线通信收发信机的原理框图，并说出各部分功用。,思考题与习题,12 无线通信为什么要用高频信号？“高频”信号指的是
10、什么？高频信号指的是适合天线发射、传播和接收的射频信号。采用高频信号的原因主要是：（1）频率越高，可利用的频带就越宽，信道容量就越大，而且可以减小或避免频道间的干扰；（2）高频信号更适合天线辐射和接收，因为只有天线尺寸大小可以与信号波长相比拟时，才有较高的辐射效率和接收效率，这样，可以采用较小的信号功率，传播较远的距离，也可获得较高的接收灵敏度。,思考题与习题,因为基带调制信号通常是频率比较低的信号，为了达到较高的发射效率和接收效率，减小天线尺寸，可以通过调制，把低频调制信号的频谱搬移到高频载波附近；另外，由于调制后的信号是高频信号，因而提高了信道利用率。调制的过程是用低频调制信号去控制高频载波的某个参数（幅度、频率或相位），因而有调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）等方式。,13 无线通信为什么要进行调制？如何进行调制？,思考题与习题,14 无线电信号的频段或波段是如何划分的？各个频段的传 播特性和应用情况如何？,思考题与习题,
