射频发射与接收机实验
接收机发射机设计
摘要随着此刻社会的快速进展，人们对电子产品的要求愈来愈高，因此电子产品不管从制作上仍是从销售上都要求很高。
要制作一个应用性比较好的电子产品就离不开高频电路，大到超级运算机、小到袖珍计算器，很多电子设备都有高频电路。
在以前应用最普遍的是调频接收机，随着科学技术的进展，显现了超外差式调频接收机。
在本次设计中，其目的是取得一个调频接收机机。
在超外差式调频接收机的设计进程中，应将其分为高频放大、混频、本振、中放、限幅、鉴频、低频放大七个部份。
整个电路的设计必需注意几个方面。
选择性好的级，应尽可能靠近前面，因在干扰及信号都不大的地址把干扰抑制下去，成效最好。
如干扰及信号专门大，那么由于晶体管的非线性，将产生严峻的组合频率及其他非线性失真，这时滤除杂波比较困难。
为此，在高级接收机中，输入电路常采纳复杂的高选择电路。
为了使混频和本振别离调到最正确状态，要采纳单独的本振。
总的来讲，设计一部接收机时必需全面考虑，妥帖处置一些彼此牵制的矛盾，专门要抓住要紧矛盾（稳固性、选择性、失真等），才能使得接收机有较好的指标。
1接收机设计接收机设计中频选择300MHz，输入频率为2176MHz，择相应的本振频率为1876MHz，通过下变频将信号分为I/O两路，混频器后是中频处置，采纳切比雪夫5阶带通滤波器进行信道选择。
接收机部份电路搭建射频前端的搭建，利用ADS软件制作原理图，设置各项参数，完成射频前端的搭建。
如下所示：下变频部份电路的搭建，以下图为下变频部份电路结构，采纳混频器Mixer 进行频率转换。
由于要将接收信号分为同相和正交两路，因此本振信号也要分为两路，一路直接和接收信号混频，一路先经移相器移相90︒，再进入混频器混频，因此还要用到移相器和功率分离器。
设置相关参数以后，下变频搭建如下：接下来的中频电路部份分为两条支路，每条都由一份信道选择低通滤波器和中频放大器级联而成。
以下图既是中频放大电路的搭建结果：至此，接收机电路中的各个组成部份就搭建完毕了。
微波电路-实验内容
微波通信概述微波无线通信是以空间电磁波为载体传送信息的一种通信方式，构建微波无线通信时不需要用线缆连接发信端和收信端。
因而在航空航天通信、海运和个人移动通信以及军事通信等方面，微波无线通信是其它通信方式所不可替代的。
微波通信是一种先进的通信方式，它利用微波（载频）来携带信息，通过电波空间同时传送若干相互无关的信息，并且还能再生中继。
由于微波具有频率高、频带宽、信息量大的特点，因此被广泛地应用于各种通信业务中。
如微波多路通信，微波接力通信，散射通信，移动通信和卫星通信等。
同时，用微波各波段的不同特点可实现特殊用途的通信，具体如下：A. S-Ku波段的微波适于进行以地面为基地的通信；B. 毫米波适用于空间与空间之间的通信；C. 毫米波段的60GHz频段的电波大气衰减大，适用于近距离的保密通信；D.90GHz频段的电波在大气中衰减很小，是一个无线电窗口频段，适用于地—空和远距离通信。
E.对于很长距离的通信L波段更适合。
微波通信的主要特点根据所传输基带信号的不同，微波通信又分为两种制式。
用于传输频分多路——调频（FDM-FM）基带信号的系统称作模拟微波通信系统。
用于传输数字基带信号的系统称作数字微波通信系统。
后者又进一步的分为PDH微波和SDH微波通信两种通信体制。
SDH微波通信系统是未来微波通信系统发展的主要方向，利用调制和复用技术，一条微波线路可以传送大量的信息。
这是微波通信的一个主要优点，例如，一个标准的4GHz微波载波，带宽约为10%~20%，可以传送几万条电话信道或几十万条电视信道。
微波通信系统的组成微波通信传输线路的组成形式可以是一条主干线,中间有若干分支,也可以是一个枢纽站向若干方向分支.但不论哪种组合形式,主要是有由微波终端站、中继站和分路站等组成的。
如图所示：终端站中继站再生中继站终端站微波微带电路系统实验设计平台一、适用范围本设计平台主要面向各大中专院校微波通信工程、电子工程、通信工程等专业开设的《微波技术》、《微波电路》、《天线原理》、等课程的实验教学及课程设计、毕业设计而研制的最新产品。
射频实验报告
西安交通大学射频专题实验报告（一）匹配网络的设计与仿真实验目的1.掌握阻抗匹配、共轭匹配的原理2.掌握集总元件L型阻抗抗匹配网络的匹配机理3.掌握并(串)联单支节调配器、λ/4阻抗变换器匹配机理4.了解ADS软件的主要功能特点5.掌握Smith原图的构成及在阻抗匹配中的应用6.了解微带线的基本结构基本阻抗匹配理论信号源的输出功率取决于U s、R s和R L。
在信号源给定的情况下，输出功率取决于负载电阻与信号源内阻之比k 。
当R L=R s时可获得最大输出功率，此时为阻抗匹配状态。
无论负载电阻大于还是小于信号源内阻，都不可能使负载获得最大功率，且两个电阻值偏差越大，输出功率越小。
匹配包括：共轭匹配，阻抗匹配，并(串)联单支节调配器。
练习1.设计L 型阻抗匹配网络，使Zs=(46－j ×124) Ohm 信号源与ZL=(20+j ×100) Ohm 的负载匹配，频率为2400MHz.仿真电路图2. 设计微带单枝短截线线匹配电路，使MAX2660的输出阻抗ZS=（126-j*459）Ohm与ZL=50Ohm的负载匹配，频率为900MHz.微带线板材参数：相对介电常数：2.65相对磁导率：1.0导电率：1.0e20损耗角正切：1e-4基板厚度：1.5mm导带金属厚度：0.01mm仿真电路图仿真结果思考题1.常用的微波/射频EDA仿真软件有哪些？2.ADS, Ansoft Designer，Ansoft HFSS，Microwave Office， CST MICROWAVE STUDIO2.用ADS软件进行匹配电路设计和仿真的主要步骤有哪些？放置元件，连接电路图，参数设定，计算仿真。
3.给出两种典型微波匹配网络，并简述其工作原理。
L型阻抗匹配网络，π型阻抗匹配网络在RF理论中，微波电路和系统的设计（包括天线，雷达等），不管是无源电路还是有源电路，都必须考虑他们的阻抗匹配（impedance matching）问题。
《手机RF测试指标》课件
编写测试报告：总结测试结果，提出改进 建议
性能评估标准与指标
信号强度： 衡量手机 接收信号 的能力
信号质量： 衡量手机 接收信号 的质量
传输速率： 衡量手机 传输数据 的速度
功耗：衡 量手机在 运行过程 中的耗电 量
稳定性： 衡量手机 在长时间 运行过程 中的稳定 性
应用：在接收 机RF测试中， 互调失真是重 要的测试指标 之一，用于评 估接收机的性 能和稳定性。
动态范围
定义：接收机RF测试指标中的动态范围是指接收机在满足一定性能指标的前提下，能够接收的最 小信号和最大信号之间的差值。
重要性：动态范围是衡量接收机性能的重要指标之一，直接影响到接收机的接收灵敏度和抗干扰 能力。
调制方式：如AM、FM、 PM等
调制频率：调制信号的频率 与载波频率的比值
调制失真：调制信号的失真 程度，如谐波失真、相位失
真等
杂散发射
定义：发射机在正常工作状态下， 向非预期方向辐射的电磁能量
测试方法：使用频谱分析仪进行 测量
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
影响：干扰其他设备的正常工作， 降低通信质量
优化测试数 据：确保测 试数据的准 确性和完整 性，提高测 试结果的可 信度
优化测试报 告：提供详 细的测试报 告，包括测 试结果、问 题分析、优 化建议等， 为后续优化 提供参考
RF测试指标改善的实际案例分析
案例一：某手机厂商通过优化天 线设计，提高了RF信号接收能力， 改善了通话质量。
案例三：某手机厂商通过优化软 件算法，提高了RF信号的抗干扰 能力，改善了信号接收稳定性。
阻塞与杂散响应抑制
第2章发射机和接收机
第2章 发射机和接收机本章讨论用于无线传输的发射机和接收机的设计。
使用的术语将有如下界定的含义：从调制器直至发射天线的各部件构成发射机，而从接收天线直至解调器的各部件则构成接收机。
对发射机和接收机的要求显然是不同的，这是因为发射机只须处理所要求的信号，而接收机则须从天线接收的各种频率混合的信号中将所要求的信号提取出来。
此外，发射机处理的信号强度是恒定的，或者仅有很微小的变化，而接收机所应对的信号强度差异极大，其大小取决于与发射机的远近程度。
发射机主要欲达到的目标有：将有用信号转换为干扰尽可能小的高频传输信号、以尽可能最高的效率放大信号、并使转换或放大所产生的不良干扰信号的传输降至最低。
接收机主要欲达到的目标有：在邻近频率范围接收到很强信号的同时，还要从强度很弱的信号中将所要求的信号过滤出来，并产生一个清晰的、具有高信噪比和最低互调失真的信号。
因此，就发射机而言，主要难点在效率；而接收机所面临的是选择性、动态范围和噪声等问题。
2.1 发射机我们首先考虑模拟方式调制的发射机结构，其后再讨论数字方式调制的发射机。
其中，借助一些简化的方框图来加以说明，这些方框图将只显示出基本的组成部分。
2.1.1 模拟方式调制的发射机直接调制型发射机当模拟调制器的载波频率f C 与发射频率f RF 相同时，就实现了最简单的发射机。
在这种情况下，只需将调制器的输出信号放大并馈送到天线。
在实际应用中，发射放大器必须后接一个输出滤波器，以使源于放大器的信号失真降低到可接受的水平。
图2.1（a ）所示为直接调制型发射机结构，其信号频谱如图2.2所示。
单中频发射机随着频率的增高和需求的增长，使得要实现所需精度的调制器越发困难。
因此，要用较低的中频f IF 作为载波频率f CC IF RF f f f =使用中频可以更容易地构建调制器。
图2.1（b ）所示为单中频发射机的结构，它用混频器M1将中频f IF 转换为发射频率f RF ，由本机振荡器（Local Oscillator ，LO ）向混频器提供频率LO RF IF f f f =−混频处理所产生的和频与差频为LO IF RF f f f +=，LO IF RF IF 2f f f f −=−其中，发射频率部分用RF 滤波器滤出，然后馈入发射机放大器。
各种环境下卫星导航接收机射频信号的测试方法与流程
各种环境下卫星导航接收机射频信号的测试方法与流程随着卫星导航技术的发展，卫星导航接收机被广泛应用于各种环境下。
而为了确保卫星导航接收机能够准确地接收到射频信号，需要进行一系列的测试。
下面将以不同环境下的卫星导航接收机射频信号测试为主线，介绍测试的方法与流程。
一、室内测试在室内测试卫星导航接收机射频信号时，需要选择开阔的地点，保证接收机与卫星之间没有障碍物阻挡。
进入测试前，需要先进行预热，以确保接收机在稳定状态下工作。
1. 给卫星导航接收机供电并开启。
2. 将卫星天线与接收机连接。
3. 调整接收机的天线位置，选择可接收信号最强的位置。
4. 在接收机上选择正确的频率和波束，以便接收对应的卫星信号。
5. 测量并记录信号品质指标，如C/N0、S/N等。
6. 根据测试结果进行分析，确定仪器是否在正常工作范围内。
需要特别注意的是，室内测试可能会受到建筑物、金属、电气设施和其他周边干扰信号的影响，因此应尽量选择室外或开阔地区进行测试。
二、室外测试在室外测试时，需要将卫星导航接收机带到可以接收到卫星信号的环境中。
下面将以高山、城市、乡村等不同环境为例，介绍相应的测试方法与流程。
1. 高山环境高山环境一般指海拔在1000米以上的区域。
在高山环境下测试，需要选择海拔较高的地点，并保证视野开阔。
具体测试流程如下：a. 将卫星导航接收机带到测试地点，并开启供电。
b. 进行预热。
预热时间一般为5-10分钟，以确保接收机在稳定状态下工作。
c. 调整卫星天线和接收机位置，确认信号品质指标。
d. 测量并记录信号品质指标，如C/N0、S/N等。
e. 根据测试结果进行分析，确定仪器是否在正常工作范围内。
2. 城市环境在城市环境下进行测试，需要选择建筑物较少、周边干扰信号较少的地点。
具体测试流程如下：a. 将卫星导航接收机带到测试地点并连接卫星天线。
b. 进行预热。
c. 调整卫星天线和接收机位置，确认信号品质指标。
d. 测量并记录信号品质指标，如C/N0、S/N等。
射频技术实验实验报告
一、实验目的1. 理解射频技术的基本原理和组成；2. 掌握射频信号的调制、解调方法；3. 学习射频信号的传输和接收技术；4. 培养实际操作能力，提高动手能力。
二、实验原理射频技术是一种利用电磁波进行信息传输的技术，其频率范围一般在300MHz到30GHz之间。
射频技术在通信、雷达、遥感、医疗等领域有着广泛的应用。
本实验主要研究射频信号的调制、解调、传输和接收技术。
1. 调制：调制是将信息信号与载波信号进行组合的过程，分为模拟调制和数字调制。
本实验采用模拟调制中的调幅（AM）调制。
2. 解调：解调是调制的逆过程，将调制后的信号恢复成原始信息信号。
本实验采用调幅信号的解调方法。
3. 传输：射频信号的传输主要通过天线实现，本实验使用同轴电缆进行传输。
4. 接收：接收过程包括天线接收、信号放大、解调、滤波等步骤，本实验使用超外差式接收机进行接收。
三、实验内容1. 调制电路搭建：搭建一个调幅调制电路，输入信号为音频信号，载波信号为射频信号。
2. 解调电路搭建：搭建一个调幅解调电路，输入信号为调制后的射频信号。
3. 信号传输：使用同轴电缆将调制后的射频信号传输到接收端。
4. 接收电路搭建：搭建一个超外差式接收机，对传输过来的射频信号进行接收。
5. 实验数据采集与分析：使用示波器、信号发生器等仪器采集实验数据，对实验结果进行分析。
四、实验步骤1. 搭建调制电路：将音频信号发生器输出的音频信号作为调制信号，射频信号发生器输出的射频信号作为载波信号，通过调制电路实现调幅调制。
2. 搭建解调电路：将调制后的射频信号作为解调电路的输入信号，通过解调电路恢复出原始音频信号。
3. 信号传输：将调制后的射频信号通过同轴电缆传输到接收端。
4. 搭建接收电路：搭建一个超外差式接收机，对传输过来的射频信号进行接收。
5. 数据采集与分析：使用示波器观察调制信号、解调信号、传输信号和接收信号的波形，记录相关数据。
五、实验结果与分析1. 调制电路输出信号波形：通过示波器观察调制电路输出信号，可以看到调制后的射频信号波形，符合调幅调制的要求。
射频技术在卫星通信中的应用研究
射频技术在卫星通信中的应用研究射频技术是现代无线通信系统的核心技术之一，广泛应用于移动通信、卫星通信、广播电视、雷达测量、无线电定位等领域。
在卫星通信中，射频技术的应用范围更为广泛，包括卫星发射机、卫星接收机、卫星天线等多个方面。
本文将重点介绍射频技术在卫星通信中的应用研究。
一、卫星发射机中的射频技术应用卫星发射机是将地面信号转换为电磁波并向卫星发送的关键设备。
射频技术在卫星发射机中的应用主要涉及高频功率放大器、低噪声放大器、混频器、多路复用器等部件，其中高频功率放大器是最为核心的部件之一。
高频功率放大器的工作原理是将低功率信号经过放大后转化为高功率信号输出，以满足对卫星信号的发射要求。
在卫星通信中，高频功率放大器的工作频率一般在C波段、Ku波段和Ka波段，而功率输出一般在数十瓦至数千瓦之间。
为了提高功率放大器的工作效率，现代射频技术常常采用调制技术、智能控制技术等手段来进行优化。
二、卫星接收机中的射频技术应用卫星接收机的作用是接收卫星发射的信号，并将其转换为地面信号，以满足对卫星信号的接收要求。
射频技术在卫星接收机中的应用主要涉及低噪声放大器、混频器、带通滤波器等部件，其中低噪声放大器是最为核心的部件之一。
低噪声放大器的作用是将卫星信号进行放大并降低信号中的噪声，以提高卫星信号的接收质量。
在卫星通信中，低噪声放大器的工作频率一般在X波段、Ku波段和Ka波段，而噪声系数一般在1 dB以下。
为了提高低噪声放大器的工作效率，现代射频技术常常采用智能控制技术等手段来进行优化。
三、卫星天线中的射频技术应用卫星天线的作用是接收卫星发射的信号，并将其转换为地面信号。
射频技术在卫星天线中的应用主要涉及馈线、反射器、补偿器等部件。
馈线的作用是将卫星天线接收到的信号传输给接收机，同时还需要具备较低的损耗、较好的传输性能和安全可靠的特性。
反射器的作用是把天线的辐射区域聚集在一起，形成更为集中的聚焦辐射区域，以提高天线的信号接收质量。
通信原理实验 微波通信系统视频与音频传输实验
微波通信综合实验实验三微波通信系统视频与音频传输实验一、实验目的1.了解射频发信机与接收机的基本结构与主要设计参数。
2.利用实验模块的实际测量了解发信机与收信机的特性。
二、预习内容1.预习变频器（锁相本振源、混频器、滤波器），功率放大器的原理的理论知识。
2.预习锁相本振源、混频器、滤波器、天线、和功率放大器的设计原理。
三、实验设备四、理论分析微波通信系统是一套短距离、点对点的微波电视发送和接收系统，它将现场摄得的电视视频、音频信号以微波方式传送，再向电视中心站或有线电视站发送。
伴音采用FM，图像采用AM，分别调制到中频信号70MHz附近（双载波），经过中频滤波，再经上变频输出为2.1-2.7GHz射频信号。
经功率放大后，最终由天线发射出去。
五、主要技术指标1、工作频段：2.1~2.7GHz，S波段。
可根据用户要求设定频段。
2、输出功率：7dBm~20dBm(5~100mW)并可调节。
3、频率稳定度：±5ppm 或 (1~2)×10-54、本振相噪：1k -70dBc 10k -85dBc5、杂散发射：-65dBc6、通频带宽度：±20M7、视频调制方式：AM，音频调制方式：FM8、70M调制器输出电平：0dBm±2db9、接收机灵敏度：-70~-30dB10、自动增益控制范围（AGC）：40dB11、工作电源：220AC输入,+12V,+5V(DC)输出实验三 微波通信系统视频与音频传输实验六、发信机原理简介1、原理方框图2、微波发信机物理链路基本概念：发信系统如图3-1所示。
当输入信号(话音、数据和图象)对中频70MHz 进行调制后，得到一个中心频率为fm 的调制信号，通过20dB 可调衰减，经中频滤波器滤去信道通带外的各次谐波，然后用一个本振信号与中频信号送至混频器，混频器执行乘积功能，得出双边带信号产生已调载波。
也就是说，混频输出包含有下边带f LO -f m 和上边带f LO +f m 。
TRP,TIS手机辐射功率和接收机特性测量技术
手机辐射功率和接收机特性测量技术发表人：中国手机研发网发布日期：2005-10-8由会员tomta2005和大家一起分享手机射频特性测量解决方案包括辐射功率和接收机特性的测量，本文介绍了测试原理和测试系统的组成以及测试过程，同时介绍了在GSM、CDMA等测量中的应用。
在现代网络中，好的辐射特性是手机有效工作的关键。
目前手机的尺寸越来越小，出现的经常折衷辐射特性的情况，例如以一个很小的尺寸完成有效的天线并同时覆盖蜂窝和PCS频率是非常困难的。
一个全面的精确的辐射特性，可以帮助设计师和制造商确定手机在限制的蜂窝网络设计特性范围内工作。
通常手机的射频指标测量分为接收机和发射机两部分。
对于接收机来说，主要通过测量BER或FER来测量接收机的灵敏度，以及RXQual和RXLev等参数。
对于发射机来说主要测量发射功率以及发射频谱，杂散等参数。
这些指标参数通常是先用一个手机天线适配器通过有线的连接方式连接到手机综测仪上，呼叫连接的建立是通过有线的方式。
这样天线对于指标的影响是不能体现的。
一般地，峰值EIRP不是手机特性的一个好的指标说明。
例如，如果手机天线系统的辐射方向图是高有向性的，峰值EIRP则高(由于天线增益在某个方向上高)，其他方向则覆盖不好。
在蜂窝环境中，天线系统的空间覆盖最大化是最好的。
这样用户不用把天线指向某个特殊方向就可以得到好的呼叫特性。
另外，人的头部会改变天线的辐射方向图的形状和峰值。
因此头部引起的损耗对于频率，设备尺寸和天线设计非常有意义。
从场的特性来看，测量头部模型下的平均和峰值EIRP比在空间条件下测量峰值EIRP更有意义。
CTIA标准要求测量球坐标下的全向辐射功率，给出了TRP(辐射功率和)的定义，如图1所示。
接收机的特性对于整个手机系统也很重要。
差的接收机特性会使用户收听到很低质量的声音信号，甚至使用户丢失基站信息并造成终止呼叫。
差的接收机灵敏度经常是由于发射机发射的内部噪声和杂散信号回馈到接收机内部造成的。
通信电路实验
通信电路实验指导书西南交通大学信息科学与技术学院2006年9月实验一射频发射接收系统一、实验设置的意义由电子元器件可以构成各种功能电路，由这些功能电路按照一定的原理和要求又可以组成各类电子设备，各类电子设备按照入网要求和组成方案可组成网络或系统。
元器件与电路、电路与设备以及设备与系统之间的关系是局部与整体的关系。
射频通信系统一般由发送装置、接收装置和传输媒质组成。
发送装置包括换能器、发送机和发送天线三部分。
其中发送机将电信号变换为足够强度的高频电振荡，发送天线则将高频电振荡变换为电磁波，向传输媒质辐射。
射频接收机的作用是把发送装置发送的已调高频信号还原为消息或基带信号，最终完成通信功能。
本实验就是为了在压控振荡器实验和射频调制器实验的基础上，从整体角度了解和掌握射频发送机和射频接收机的原理和性能。
二、实验目的1. 学习了解射频发射和接收机的工作原理。
2. 学习使用频谱分析仪对射频发射和接收机进行测试。
3. 测量射频接收机前端的灵敏度。
4. 进行射频发送接收系统综合试验。
三、实验原理射频发送设备的功能是将所要发送的信息(又称基带信号)经调制，将频谱搬移到射频上，再经过高频放大到额定功率后，馈送到天线发送到空间去。
射频发送机模块由VCO和功率放大器组成，它的模块方框图如图1－1所示。
其功能是将所要发送的信息（又称基带信号）经过调制后，将频谱搬移到射频上，再经过高频放大，达到额定功率之后，馈送到天线，发送到空间去。
发送机的主要技术指标有工作种类、调制方式、频率范围、频率稳定度及准确度、输出功率、效率、杂散辐射等。
下面对相关技术指标予以简介。
发送机的工作种类指电话、电报，模拟、数字等。
调制方式主要分调幅、调频和脉冲（数字）调制等。
发射机的工作频率是指发射机的射频载波频率。
发射机的频率准确度与频率稳定度也是相对于射频载波而言的。
频率准确度是指实际工作频率对于标称工作频率的准确程天线输出图1－1 射频发送模块度。
gps接收机实验报告
gps接收机实验报告GPS接收机实验报告引言：GPS（全球定位系统）是一种基于卫星定位的导航系统，已经成为现代社会中不可或缺的技术之一。
GPS接收机是实现全球定位系统的关键设备，通过接收卫星发射的信号来计算位置信息。
本文将对GPS接收机进行实验研究，探讨其工作原理、性能以及未来发展方向。
一、GPS接收机的工作原理GPS接收机是一种复杂的电子设备，其工作原理基于卫星信号接收和信号处理。
首先，GPS接收机通过天线接收卫星发射的信号，然后将信号送入接收机内部的射频前端。
在射频前端，信号经过滤波、放大和混频等处理，转换为中频信号。
接下来，中频信号进入数字信号处理器（DSP），DSP负责解调和解码信号，提取出卫星的导航信息和时间信息。
接收机还需要通过与多颗卫星的信号比较，计算出自身的位置信息。
这一过程需要至少接收到三颗卫星的信号，才能进行三角定位计算。
二、GPS接收机的性能评估在实验中，我们对GPS接收机的性能进行了评估。
首先，我们测试了接收机的定位精度。
通过与实际位置进行比对，我们发现接收机的定位误差在10米以内，满足一般导航需求。
然后，我们测试了接收机在不同环境条件下的工作稳定性。
结果显示，接收机在室内、城市高楼和山区等复杂环境中，仍然能够保持较好的定位效果。
除了定位精度和工作稳定性，我们还评估了接收机的灵敏度和抗干扰性能。
实验结果表明，接收机对较弱的卫星信号具有较好的接收能力，并且能够有效抵抗来自电磁干扰的影响。
这些性能指标的优秀表现使得GPS接收机在各个领域得到广泛应用，如汽车导航、航空导航以及军事领域等。
三、GPS接收机的未来发展方向随着科技的不断进步，GPS接收机也在不断演进和改进。
未来，GPS接收机的发展方向主要包括以下几个方面：1. 高精度定位：目前，GPS接收机的定位精度已经较高，但在某些特殊场景下仍然存在一定的误差。
未来的GPS接收机将通过引入更多的卫星信号、增强信号处理算法等手段，进一步提高定位精度。
基于315MHz的数字无线通信(发射,接收)系统实验报告
{ //P1=0x00;
P37=1;
SCON = 0x50;/* SCON:模式1, 8-bit UART,使能接收*/
TMOD |= 0x20; /* TMOD: timer 1, mode 2, 8-bit reload */
TH1 = 0xFD; /* TH1: reload value for 9600 baud @ 11.0592MHz */
图3为发送载波波形
同组同学接收的图像:
图4为接收载波波形
说明射频发射模块工作正常,接收模块正常,与本组同学通信正常。
九、试验中遇到的问题及解决方法
1、电源电路部分输出电压不是5V？
电容接反了，而且小电容不仔细看都一样，但有一个是不同的。
2、串行接口部分连接与电路图不相符？
发现信号地应该与5针脚相连接，可是电路板上却与1针脚相连接，用一根导线将1针脚与5针脚相连，即可正常传输数据。
串口调试图像：
5、实现自发自收
将自发自收程序烧到单片机中，用串口线将电路与计算机相连接，在发送框中输入发送的内容，点击接收，接收框中出现刚才发送的内容。
将程序拷入CPU中，P3.7口线输出10KHZ的方波，说明RS232芯片正常通信，CPU工作正常。
调试图像：
CPU工作正常（P3.7口线输出10KHZ的方波）图像。
通过通信系统方案设计及具体的电路调试和软件编程实践，进一步加深对通信系统的了解，理解所学的专业知识，提高动手能力，提高解决实际问题的综合能力。
三、设计要求
通过亲自设计，动手焊接并调试电路实现315M的数字无线通信系统无线收发数据功能
四、给定条件
电路板（发送）、电阻、电容、发光二级管、晶振、7805、2262、2051单片机、RS232、导线等
实验 电磁波的发射、接收与趋肤效应
7．演示趋肤效应。打开趋肤效应演示仪，接通直流电路，可 见两个小电珠同时亮且亮度相同，此时无趋肤效应。关闭趋肤 效应演示仪，打开高压开关，并把该演示仪平行放在距离发射 天线约50cm处，可发现两端与铜棒外层连接的小电珠发亮， 而两端与芯处连接的小电珠不亮。 8．关闭高压开关，关闭电源开关，取下220V电源插头。
四、趋肤效应 如图所示。当流过导线的电流是交变电流时，导线内外 出现交变磁场，因此在导线内产生涡电流。设某时刻通过导 线的电流正在增大，导线内产生的涡电流方向如图所示，靠 近导线中心的涡电流的方向与原电流的方向相反，而在导线 表面附近涡电流的方向与原电流的方向相同，结果是导线表 面附近的电流密度较大，形成电流趋向于沿导线表面流动。 这种现象称为趋肤效应。 实验表明，交变电流的频率越高，趋肤效应越显著。在 频率很高时，如10MHz，电流绝大部分集中在导线表面附近， 在这种情况下，根据此原理，可使用空心导体代替实心导体， 即节省材料，有可减轻重量。
J
G H A
C
D
B
图b
图c
图a
图d
图e
P ω2
【实验原理】
一、电磁波的产生和传播 1. 按照麦克斯韦电磁场理论，变化的电场在其周围空间要产生变化磁场，而变化的 磁场又要产生新的变化电场。这样，变化电场和变化磁场之间相互依赖，相互激 发，交替产生，并以一定速度由近及远地在空间传播出去。
电场
P
磁场
二、电磁波的性质（在均匀无限大介质中）
1、电磁波是横波： E ⊥ k ，H ⊥ k k 表示电磁波传播方向的单位矢量。
2、E 与 H 相互垂直， E 且与 k 组成右手螺旋系， 即：电磁波沿着 E×H 的方向传播。
k
H
实验 电磁波的发射、接收与趋肤效应
5．演示电磁波的磁场方向。打开高压开关，手持环形接收天线 到离发射天线20cm左右，使其水平，用绝缘起子调整环形接收 天线的微调电容器，使环形天线上的小电珠达到最亮。把环形 天线沿发射天线一端移向另一端，发现中央最亮两端不亮，这 是由于发射天线的长度是发射电磁波的半波长，两端为电流波 节，中央为电流波腹磁场最强。转动环形天线的平面，当水平 放置时，小电珠达到最亮，由此定出电磁波的磁场方向，与上 面演示相比较就可以使同学形象地看到电磁场波的电场与磁场 是互相垂直的。同时还可以加深对磁通概念的认识。演示完毕， 关闭高压开关。 6．演示发射天线的电压振幅。打开高压开关，将氖泡棒的氖 泡靠在发射天线上，由一端移至另一端，由于半波长发射天线 中的电流与电压相位差约为π/2，两端电压最大为波腹，中部电 压为零是波节，氖泡在高频电压过低时就不激发氖气发光，因 此氖泡在天线两端最亮，当靠近中部时就熄灭了。在发射振荡 回路，可以看到类似的现象。演示完毕，关闭高压开关。
7．演示趋肤效应。打开趋肤效应演示仪，接通直流电路，可 见两个小电珠同时亮且亮度相同，此时无趋肤效应。关闭趋肤 效应演示仪，打开高压开关，并把该演示仪平行放在距离发射 天线约50cm处，可发现两端与铜棒外层连接的小电珠发亮， 而两端与芯处连接的小电珠不亮。 8．关闭高压开关，关闭电源开关，取下220V电源插头。
+q . q.
振荡电偶极子 电磁场分布
+q . q.
+q . q z
-q .
+q.
S H
a .a
E
. H p
E
x
b. S E . y b
H
从以上分析可以看出，电磁波不同于 机械波，它的传播不需依赖任何弹性介质， 它只靠“变化电场产生变化磁场，变化磁 场产生变化电场”的机理来传播，因此， 电磁波在真空中也同样可以传播。 麦克斯韦由电磁理论预见了电磁波的 存在是在 1865 年，二十余年之后，赫兹于 1887 年用类似上述电偶极子产生了电磁波， 他的实验在历史上第一次直接验证了电磁 波的存在，并且还证明了这种电磁波就是 光波，即光波本质上也是电磁波
TRP,TIS手机辐射功率和接收机特性测量技术
手机辐射功率和接收机特性测量技术发表人：中国手机研发网发布日期：2005-10-8由会员tomta2005和大家一起分享手机射频特性测量解决方案包括辐射功率和接收机特性的测量，本文介绍了测试原理和测试系统的组成以及测试过程，同时介绍了在GSM、CDMA等测量中的应用。
在现代网络中，好的辐射特性是手机有效工作的关键。
目前手机的尺寸越来越小，出现的经常折衷辐射特性的情况，例如以一个很小的尺寸完成有效的天线并同时覆盖蜂窝和PCS频率是非常困难的。
一个全面的精确的辐射特性，可以帮助设计师和制造商确定手机在限制的蜂窝网络设计特性范围内工作。
通常手机的射频指标测量分为接收机和发射机两部分。
对于接收机来说，主要通过测量BER 或FER来测量接收机的灵敏度，以及RXQual和RXLev等参数。
对于发射机来说主要测量发射功率以及发射频谱，杂散等参数。
这些指标参数通常是先用一个手机天线适配器通过有线的连接方式连接到手机综测仪上，呼叫连接的建立是通过有线的方式。
这样天线对于指标的影响是不能体现的。
一般地，峰值EIRP不是手机特性的一个好的指标说明。
例如，如果手机天线系统的辐射方向图是高有向性的，峰值EIRP则高(由于天线增益在某个方向上高)，其他方向则覆盖不好。
在蜂窝环境中，天线系统的空间覆盖最大化是最好的。
这样用户不用把天线指向某个特殊方向就可以得到好的呼叫特性。
另外，人的头部会改变天线的辐射方向图的形状和峰值。
因此头部引起的损耗对于频率，设备尺寸和天线设计非常有意义。
从场的特性来看，测量头部模型下的平均和峰值EIRP比在空间条件下测量峰值EIRP更有意义。
CTIA标准要求测量球坐标下的全向辐射功率，给出了TRP(辐射功率和)的定义，如图1所示。
接收机的特性对于整个手机系统也很重要。
差的接收机特性会使用户收听到很低质量的声音信号，甚至使用户丢失基站信息并造成终止呼叫。
差的接收机灵敏度经常是由于发射机发射的内部噪声和杂散信号回馈到接收机内部造成的。
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射频发射与接收机实验一、实验目的1、学习掌握频谱仪的使用。
2、了解发射机、接收机的基本知识。
3、了解发射机、接收机的基本组成及其结构。
4、利用频谱仪测量发射机、接收机的主要技术指标；培养系统实验和测试技能二、实验设备GSP-810频谱分析仪1台GRF-3100射频电路实验系统1套函数信号发生器1台示波器1台二、实验原理射频通信设备一般包括收发信机、天线设备、输入输出设备（如话筒、耳机等）、供电设备（如稳压电源、电池）等。
其中发送机将电信号变换为足够强度的高频电振荡，发送天线则将高频电振荡变换为电磁波，向传输媒质辐射。
接收机则是接收发送装置发送的高频调制信号，将其还原为消息或基带信号，完成通信功能。
收信机与发信机在体制上（如频段划分、调制解调方式等）是相同的。
在某些情况下，也允许收发信机存在着不相对应的差异。
下面分别介绍发射机和接收机。
2.1、发射机的工作原理射频发射机是无线系统的重要子系统，无论是话音、图像还是数据信号，要利用电磁波传送到远端，都必须使用发射机产生的信号，然后经调制放放大送到天线。
发射机将电信号变换为足够强度的高频电振荡,天线则将高频电振荡变换为电磁波,向传输媒质辐射。
2.1.1、发射机的基本结构要发射的低频信号与射频信号的调制方式有三种可能形式：1）直接产生发射机输出的微波信号频率，再调制待发射信号。
在雷达系统中常用脉冲调制微波信号的幅度，即幅度键控。
调制电路就是PIN开关。
调制后信号经功放、滤波输出到天线。
2）将待发射的低频信号调制到发射中频（如70MHz）上，与发射本振混频得到发射机输出频率，再经功放、滤波输出到天线。
图像通信中，一般先将图像信号先做基带处理（6.5MHz），再进行调制。
3）待发射的低频信号调制到发射中频（如70MHz）上，经过多次倍频得到发射机频率，然后再经过功放、滤波输出到天线。
近代通信中常用此方案。
本系统中射频发射机模块主要由音频处理电路、PLL、前置放大器、功率放大器及天线组成，它的模块方框图如图1-1所示。
其功能是将所要发送的信息（又称基带信号）经过调制后，将频谱搬移到射频上，再经过高频放大，达到额定功率之后，馈送到天线，发送到空间去。
每一模块的具体原理在此就不一一赘述。
图1-1 发射机框图2.1.2、发射机的重要参数1）频率或频率范围：用来考查振荡器的频率及相关指标、温度频率稳定度、时间频率稳定性、频率负载牵引变化、压控调谐范围等，相关单位为MHz、GHz、ppm、MHz/V等。
2）功率：与功率有关的最大输出功率、频带功率波动范围、功率可调范围、功率的时间和温度稳定性，相关单位为mW、dBm、W、dBW等。
3）效率：供电电源到输出功率的转换效率。
这一参数对于电池供电系统尤为重要。
4）噪声：包括调幅、调频和调相噪声，不必要的调制噪声将会影响系统的通信质量。
5）谐波抑制：工作频率的高次谐波输出功率大小。
通过对二次、三次谐波抑制提出要求。
基波与谐波的功率比为谐波抑制指标。
工程实际中，基本与谐波两个功率dBm的差为dBc。
6）杂波抑制：除基波与谐波外的任何信号与基波信号的大小比较。
直接振荡源的杂波就是本地噪声，频率合成器的杂波除本底噪声外，还有可能是参考频率及其谐波。
2.2、接收机的工作原理射频接收机的作用是把发射装置发送的已调高频信号还原为消息或基带信号，最终完成通信功能。
接收机是信号的还原过程，要求灵敏度高，失真小，能够重现异地发射机传来的信号特性。
2.2.1接收机的基本结构接收机前端电路有几种不同的结构。
图1-2示出了一种最简单的形式。
这种结构无射频放大器，在带通滤波器之后，只有混频器和本机振荡器。
带通滤波器的输入来自天线，其输出经过混频器到达中频放大器进行后续处理。
这种结构的主要特点是：第一，在实现中所需成本比其它结构少；第二，避免由于处理无用的能量而消耗混频器的动态范围。
图1-2 射频接收前端第二种前端结构如图1-3所示。
这种结构使用了一个射频放大器。
该射频放大器的增益较低，一般低于20dB。
高于20dB 的增益可能会使系统稳定性受到损害，并且不能达到互调截获点。
射频放大器的目的是隔离混频器，同时在混频之前将信号放大。
这种放大可以补偿混频器和带通滤波器中的损耗。
射频放大器的主要特点是改进了混频器/本机振荡器电路与天线电路之间的隔离。
图1-3 有射频放大器的射频接收前端以超外差(superhetrodyne)型式设计的接收机，是为无线电系统的主导。
顾名思义，这一系统在信号接收的过程中，都包含外差或是混频的信号处理，即是以本地振荡器LO 的输出L f ，与输入的RF 信号r f ，经混频成为中频IF 再输出。
三者信号频率关系为L r IF f f =± (14-1)式中IF =混频后输出的中频(intermediate frequency)L f =本地振荡器输出信号频率 r f =接收机收到的信号频率两个信号频率，Lf 与rf 的外差过程，主要输出的中频频率有二，为两者的和与差，而在实际应用时，仅取两者之一用为中频,并用滤波器过滤取出。
超外差型式的主要优点，在于接受系统所需的绝大部分增益可取自一个固定频率------IF 的放大器,有别于早期的可调谐接收系统的不同频率的放大。
超外差设计有两种基本型式,低向变频和高向变频。
无论是低向变频还是高向变频，都可以设计为单次或是两次,在一般应用上,低向变频多为单次转换,而以高向变频的转换方式,至少需要两次转换。
本系统中射频接收机模块主要由LPF 、LNA 、MIXER 、PLL 、解调、音频处理电路及天线组成，它的模块方框图如图1-4所示。
其功能是将所要接收的信号通过滤波,放大,进行下变频处理,经过解调,音频处理后，得到发射端加入的信号。
每一模块的具体原理已在前面章节中详细介绍,在此就不一一赘述。
图1-4 接收机框图2.2.2、接收机的重要参数1）接收灵敏度：描述接收机对小信号的反应能力。
对于模拟接收机，满足一定信噪比时的输入信号功率；对于数字接收机，满足一定误码率时的输入功率。
2）选择性：描述接收机对邻近信道频率的抑制能力。
不允许同时有两个信号进入接收机。
3）交调抑制：接收机会有双频交调失真。
在发射机和功率放大器中，大信号会出现三阶交调失真。
4）频率稳定度：描述接收机的本振信号的频率稳定度，影响接收机中频信号的质量。
5）本振辐射：由于混频器的隔离不好，本振信号进入接收信号的通路，通过天线的辐射，引起系统的三阶交调失真加重。
三、实验步骤3.1、发射机实验3.1.1、调制信号的测量将频率为1 kHz，振幅为100mV的正弦波调制信号接入示波器的输入端。
记录下示波器所显示波形的频率和幅度。
3.1.2、发射信号频谱的测量如图1-2所示，利用GRF-3100组成一个无线发射系统，各模块的连接方式如下所示。
将上述调制信号接到音频处理电路的输入端，即T-8的AF I/P，并把T-4的RF I/P接到频谱分析仪的RF输入端。
将频谱分析仪的参考位准、中心频率、频宽(Span)与分辨率频宽(RBW)根据下图所示的步骤将其分别设定为-10 dBm、880 MHz、100 KHz与30 kHz。
利用频谱分析仪测量记录发射信号的频谱。
3.2、接收机实验3.2.1、接收信号频谱的测量1）如图1-4所示，利用GRF-3100组成一个无线接收系统。
2）各模块具体的连接方式如下所示。
3）在发射T-8 AF I/P 处输入频率为1 kHz ，振幅为100mV 的正弦波调制信号，将R-1 RF O/P 接到频谱分析仪的RF 输入端。
4）将频谱分析仪的参考位准、中心频率、频宽(Span)与分辨率频宽(RBW)根据下图所示的步骤将其分别设定为-10 dBm 、880 MHz 、100 KHz 与30 kHz 。
Frequency 880MHz1 MHz30 kHzSpan BWRBWAuto /Manu RBW ManuCenterSpanStep 2:Step 3:Step 4:Amplitude10dBmLevelStep 1:880MHz1 MHz30 kHzRBWAuto /Manu RBW ManuCenterSpanStep 2:Step 3:Step 4:-10dBmLevelStep 1:5）利用频谱分析仪测量接收信号的频谱，记录结果。
6）把R-8的IF 接到频谱分析仪的RF 输入端。
7）将频谱分析仪的参考位准、中心频率、频宽(Span)与分辨率频宽(RBW)根据下图所示的步骤将其分别设定为0 dBm 、70.7 MHz 、100 KHz 与30 kHz 。
70.7MHz1 MHz30 kHzRBWAuto /ManuRBW ManuCenterSpanStep2:Step 3:Step 4:0dBmRefLevelStep 1:8） 利用频谱分析仪测量IF 信号的频谱，记录结果。
3.2.2、解调波形的测量1）如图1-2所示，利用GRF-3100组成一个无线接收系统。
2）在发射T-8 AF I/P 处输入频率为1 kHz ，振幅为100mV 的正弦波调制信号。
3）利用示波器测量R-12 Audio O/P 的波形，即为系统解调出来的调制信号，记录结果。
四、实验结果4.1、发射机实验结果4.1.1、调制信号的测量表1 调制信号波形4.1.2、发射信号频谱的测量表2 发射信号频谱4.2、接收机实验结果4.2.1、接收信号频谱的测量表3 接收信号频谱4.2.2、IF信号频谱表4 IF信号频谱4.2.3、解调波形的测量表5 解调出信号的波形五、实验分析1、发射机的几种主要结构?2、在设计发射机时最主要考虑的因素?3、超外差式接收机的优缺点是什么?4、为限制系统指标,最主要的射频单元及要求是什么?六、附录6.1、发射机模块T1：Bandpass Filter CircuitT2：Active Bias Pre-AmplifierT3：100Mw Power AmplifierT4：AntennaT5：FM ModulationT6：Power Combiner Mixer Circuit T7：Active Bias Pre-AmplifierT8：Audio Bias Pre-AmplifierT9：PLL circuitT10：Bandstop Filter Circuit6.2、接收机模块R1：AntennaR2：Power AttenuationR3：Low-Pass Filter CircuitR4：Two Stages Common Emitter LNA R5：Hige-Pass Filter CircuitR6：70.7M Bandpass Filter Circuit R7：Two Stage Low Noise Amplifier R8：Mixer CircuitR9：FM DemodulationR10：PLL CircuitR11：Low-Pass Filter CircuitR12：Audio Decompress Circuit。