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无线电基本组成原理
作者:PCB线路板网址:浏览数:39 

 尽管实际的无线系统可能存在许多差异,但大多数系统的射频级有高度的共性。图1.1a和b分别给出了典型无线电发射机与接收机的功能框图。

  输入到无线发射机的原始内容可能会是语音、视频、数据或者其他信息(现代通信中,这些内容已经被数字化),它们将通过发射机传输到一个或多个远距离的接收机中。这些数据通常被称为基带信号。发射机的基本功能是调制或编码,即将基带信息加载到能够通过发射天线辐射出去的高频正弦载波上。究其原因是,与直接辐射基带信号相比,更高频率上的信号能够更有效地辐射以及更能有效地使用射频频谱。图1.1a所示的发射机首先使用基带数据去调制中频正弦波信号。正如我们将要讨论的那样,这里有很多可能的调制方法,其包括模拟和数字调制,并可以通过改变正弦波的幅度、频率以及相位来实现调制功能。调制器的输出被称为中频(IF)信号,通常其频率范围在10MHz到100MHz高中频之间。然后中频信号再通过混频器往上搬移(或上变频)到所需的射频发射频率。输入的中频信号与本振(LO)频率在混频器内实现频谱搬移,从而得到它们的和、差频率。经混频器后的带通滤波器(BPF)允许上混的载波信号通过,而抑制掉镜像频率。如信号功率小,则可用。功率放大器可用于增加发射机的输出功率。最后,天线将已调制的载波信号从发射机变换到能够在自由空间传播的电磁波。

                              图1.1 典型无线电发射机和接收机的功能框图

图1.1b所示的接收机将恢复经发射的基带数据,这个过程基本上是发射机元器件功能的逆过程。天线将在相对宽的频率范围内接收到来自很多辐射源的电磁波。天线后面的带通滤波器将利用滤掉不需要的接收信号并让所需频段的信号通过的方式来提供一定的频率选择性。紧随滤波器之后的低噪声放大器(LNA),其主要功能是放大可能接收到的微弱信号,并使进入到接收信号中的噪声影响最小化。在LNA之前放置了一个带通滤波器,其主要目的是减少高功率干扰信号对灵敏放大器造成过载的可能性。接下来,利用混频器将接收到的射频信号下变频到较低的频率,再一次称为中频(IF)。当LO频率被设置到输入射频频率的附近时,来自混频器的输出差频将相对较低(典型值低于100MHz),并能够容易地利用中频带通滤波器进行过滤。高增益中频放大器将提升信号的功率电平,以便于基带数据恢复。恢复基带信号的过程称为解调,今天通常利用数字信号处理(DSP)电路来实现。正如我们将要讨论的那样,这种类型的接收机被称为超外差接收机,因为在最终的解调之前,它利用频率变换将相对较高的射频载波频率变换成相对较低的中频频率。

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