第3节无线电信号传输系统的组成.ppt
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第三节 无线通信系统概述;无线电通信系统的组成 ;信道为连接收、发两端的信号通道,又称传输媒介。信道分为有线信道(如架空明线,电缆,波导,光纤等)和无线信道(如海水,地球表面,自由空间等)。不同信道有不同的传输特性,同一信道对不同频率信号的传输特性也是不同的。
信源是将声音、图像、文字等要传输的信息转换成原始电信号(基带信号)的设备,例如话筒、摄像机。
信宿是将原始电信号转换成信息的设备,例如扬声器、显示器。
发信设备是将原始电信号转换成适合在信道中传输的信号,并发送到信道中的设备,例如发射机+发射天线。
收信设备是从信道中接收信号,并从接收到的信号中恢复原始电信号的设备,例如接收天线+接收机。;通信系统的一般模型;无线发信设备和收信设备的组成;信 道;;发送设备中的变换
将基带信号变换成适合在信道中传输的信号形式(一般为高频的带通信号),这个过程称为调制。
;发送设备的主要功能:调制、上变频、功率放大和滤波
调制:是利用基带信号去控制载波信号的某一参数,让该参数随基带信号的大小而线形变化的处理过程,前面已有介绍。
功率放大和滤波:是指对调制信号和已调信号的电压和功率进行放大、滤波等处理过程,以保证送入信道足够大的已调信号幅度,并滤除不必要的谐波分量,确保信号不失真发送到收信设备。
上变频:将正弦波振荡器发出的正弦波频率通过变频或倍频变成载频。如果已调波频率不够,也需要进行变频。
;激励器;发射机高频部分(射频系统)
(1)激励器(振荡器或频率合成器):产生频率稳定的载波信号;对来自外部或备份的载频激励信号进行自动切换。。
(2)高频功率放大器:由中间放大器、功放推动级、末级功放放大器(受调放大器)组成。中间放大级,一级或多级放大器,以逐步提高输出功率。最后经过功放推动级将功率提高到能推动末级功放的电平。末级功放则将输出功率提高到所需的射频功率电平。
(3)功率合成器:将功放模块产生的射频功率信号合成,实现发射机调幅波的射频功率输出,即产生大功率调幅广播信号。
;(4??匹配网络:一般由带通滤波器和调配网络两部分构成。
带通滤波器:滤除不需要的带外谐波和杂波成分,完成功率合成器与额定输出阻抗的阻抗匹配。
调配网络:对载频的三次谐波进行再一次滤波,对输出阻抗进行阻抗微调,匹配馈线系统阻抗,使电压驻波比接近最佳值,保证发射机安全正常地运行。;发射机低频部分(音频调制系统)
在DAM发射机中,音频调制系统主要包括三部分:音频处理器、模/数转换器、调制编码器。
音频处理器:将音频信号叠加上控制射频输出功率的直流信号,并进行一些模拟量的自动补偿和音频信号的放大。
模/数转换器:将连续变化的模拟信号,转变成离散的数字信号,即二进制码的数字音频信号。
调制编码器:将二进制的数字音频信号转换为确定射频功率放大模块开启个数的二进制码的控制信号,从而确定在此取样周期中射频输出功率电平的大小。
;在PDM发射机中,音频调制系统主要包括三部分:调制推动、调制器、低通滤波器。
调制推动:将音频信号叠加上控制射频输出功率的直流信号,并转换成脉冲宽度调制信号。
调制器:将脉宽调制脉冲信号进行功率放大。
低通滤波器:将脉宽调制脉冲信号解调成大功率模拟音频电压,以此做为射频功率放大器的控制信号,实现对功率放大器的射频输出电压进行幅度调制,获得调幅广播信号。
; 接收设备的主要功能
滤波、放大、下变频、解调。
发送设备中的变换
(1)将高频带通信号变换成基带信号。
(2)将基带信号转换成原始消息。; 电磁波在空间传播时,如果遇到导体,会使导体产生感应电流,感应电流的频率跟激起它的电磁波的频率相同。因此利用放在电磁波传播空间中的导体,就可以接收到电磁波了。
接收设备的任务主要是有选择接收放大空中微弱电磁信号(同时要尽可能保证信息的质量),并恢复有用信息。接收设备的结构通常采用超外差形式。;;超外差接收机由高频放大器、本机振荡器、混频器、中频放大器、解调器、低频功率放大器组成。
(1)高频放大器:由一级或多级小信号谐振放大器组成,放大天线上感生的有用信号;并利用放大器中的谐振系统抑制天线上感生的其它频率的干扰信号。可调谐。
(2)混频器:两个输入信号。频率为?c的高频已调信号,本机振荡器产生的频率为?L的本振信号。将频率为?c的高频已调信号不失真的变换为载波频率为?I的中频已调信号:?I=│?c-?L│,我国调幅广播中频为:?I=465KHz。调频广播中频为:?I=10.7MHz。电视图像中频为:?I=38MHz。微波接收机、卫星接收机的中频为70MHz或140MHz等。
(3)本机振荡:用来产生频率为?L=?c+?I(或?L=?c-?I)的高频振荡信号,?L是可调的,并能跟踪?c
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