无线通信射频收发系统设计研究
无线通信系统中射频发射机的系统设计和仿真
杂散 和谐 波 。 ３ １ ａ 可 观 察 到发 射 频 率 的二 倍 频 和 三倍 — （） 频上存 在 着谐 波 ， 一 ｌ ｂ 可 以 看 出基 波 附 近存 ３ （） 在着交 调 产物 。零 中频发 射机 利用 正交调 制器来
实 现 单 边 带 调 制 ， 制 另 外 一 个 边 带 。 单 边 带 调 抑
三 、 射 机 性 能 仿 真 发
发射 机最 主要 的指标 是功 率 和频率 。在 该发 射 系统 中 ， 入 的 基带 信 号为 ０ Ｂ 预计 发 射峰 输 ｄ ｍ， 值功 率要求 能 够达 到 ２ ｄ ｍ。 ０Ｂ 对发 射 机 输 入 单 独 的 Ｉ 信 号 进 行 谐 波 仿 路 真 ， 入信 号 频 率 为 １ 输 ＭＨｚ 信 号 电平 为 ０ Ｂ ， ｄ ｍ，
输 出频 谱 如 图 １ ：
当 ＩＱ 两路 均 为连续 的线性 信 号 时 ： ／ 正交 Ｉ ／ Ｑ输入 基带 信号 为 （） Ｑ（） 正交 本振 信 号 为 ｆ和 ￡， ｆ （） ｆ （） 则设 ： ，￡ 和 ｏ ，
， ｆ 一 Ｃ Ｓ （ ， （） ｓｎｏ （） Ｏ ￣） Ｑ 一 ｉｃ） ｏｔ （
接收链 路 的性能 。 二 、 频 发 射 机 的 概 述 射
（） ａ
Ｃ） ｏｏ
图 １ 发 射 机 输 出双 边 带 频 谱
可 见信号 在通 过发射 机后 频谱 由基 带搬 移到 了射 频 。 因为 ＩＱ 路 只输 入 了一 路信 号 ， 时 的 ／ 此 输 出 信 号 是 个 双 边 带 信 号 ， 边 的 功 率 达 到 单
１ ｄ ｍ 。混 频 器 Ｉ 端 到 ＲＦ端 的 隔 离 度 对 本 振 ７Ｂ Ｏ 泄 露 有 很 大 的影 响 。链 路 中器 件 的 非 线 性 会 产 生
无线电射频系统综合实验
确性。
（二）设计指标：
中心频率：2.2GHz、2.4GHz、2.6GHz 共3种 1dB带宽：200MHz； 插损：≤ 2 dB； 抑制：≥ 30dB（±400MHz外）
（三）实验设备条件：
无线电射频收发系统、频谱分析仪、矢量网络分
语音 调制器 衰减器 滤波器
关 2.3~2.5GHz 关 放大器
频踪 1.7~2.3GHz
2.1~2.3GHz
二、收信平台实现电路框图
微带滤波器
混频器 波 段
2.5~2.7GHz 波 段
天线
图像 480MHz
AGC
LC
开
开 低噪声
语音 解调器 放大器 滤波器
关 2.3~2.5GHz 关 放大器
频踪 1.7~2.2GHz
无线电射频系统综合实验
实验内容
1、收发系统传输实验（射频发射、接收系统分 析实验）
2、射频模块测量实验 3、射频模块仿真设计实验 4、射频模块制作及替换验证实验
一、收发系统传输实验
了解该无线信息传输射频系统实现图像和语 音信号的信号传输流程，从整体角度了解 和掌握系统的原理和性能，深入理解信号 间的相互作用。
4、将收信平台和发信平台到摄像头或显示器的音 视频线、电源线都连接好（注意：白色接头为音 频线）；
5、将收信平台和发信平台上的电源总开关SW1分 别拨到ON状态，几分钟后在收信平台的液晶显示 器上应该显示出发信平台摄像头正在摄取的图像 （注意：此时液晶显示器、收信平台和发信平台 上所有开关（除SW15频率设置开关外）应该处于 ON状态）。
设置端口1输出功率为-20dBm，关闭【耦合】 由于矢网内部衰减器不变，为保证低噪放处于小信 号放大，校准前在端口1加接50~60dBm固定衰减；
125k收发射频电路设计
125k收发射频电路设计摘要：一、引言二、发射频电路设计原理1.发射频电路的基本组成部分2.发射频电路的工作原理三、125k收发射频电路的设计1.设计目标与要求2.电路参数的选择3.电路元件的布局与优化四、电路仿真与测试1.仿真软件的选择与设置2.测试指标与方法3.测试结果与分析五、结论与展望正文：一、引言随着无线通信技术的快速发展，射频电路设计在现代通信系统中发挥着越来越重要的作用。
本文主要介绍了一种125k收发射频电路的设计方法，旨在为射频电路设计领域的研究者和工程师提供一定的参考价值。
二、发射频电路设计原理1.发射频电路的基本组成部分发射频电路主要包括射频发射器、射频放大器、射频开关、频率合成器、功率放大器等部分。
这些部分相互配合，共同实现信号的发射功能。
2.发射频电路的工作原理发射频电路的工作原理主要包括信号产生、信号放大、信号调制、信号发射等环节。
首先，信号产生电路产生射频信号；然后，信号经过射频放大器进行放大；接下来，射频开关对信号进行切换；随后，频率合成器对信号进行频率合成；最后，功率放大器对信号进行进一步放大，并通过天线发射出去。
三、125k收发射频电路的设计1.设计目标与要求本设计旨在实现一款125kHz的收发射频电路，要求具备较高的稳定性、可靠性和实用性。
设计过程中需要充分考虑电路的性能指标，如频率范围、输出功率、线性度、谐波抑制等。
2.电路参数的选择在设计过程中，根据电路性能要求，合理选择电路元件的参数。
例如，选用适当的电感、电容、电阻等元器件，以满足电路的频率响应、匹配性和稳定性等要求。
3.电路元件的布局与优化电路元件的布局对于电路的性能具有重要影响。
在设计时，应充分考虑电路元件的布局原则，如减小相互干扰、优化信号路径、合理分配空间等。
同时，采用电磁仿真软件对电路进行优化，以提高电路的性能。
四、电路仿真与测试1.仿真软件的选择与设置在本设计中，选用ADS（Advanced Design System）软件进行电路仿真。
基于无线通信射频收发系统的研究与设计
路 、鉴 相 器 电路 ， 锁 相 环 电路 等将 频率 送 至混 频 器 ；滤 波器 可 以对 不 同的信 号进 行分 离 ，得 到 特定频 率 的信 号或 消除干 扰信 号 ，滤 波器 种类 繁多 ，实 际使用 时 可根据 需要 处理 信号
的形 式选 用模 拟 滤波 器或 数字 滤波 器 ；数 模转 换器 主要 作用 是完 成数 字 信号 到模 拟信 号 的转 换 ；混频 器 主要作 用是 实现 频率 变化 ，常用 的有 双平衡 混频 器 和三平 衡混 频器 。放 大器 是 把 信号 通过 幅度 放 大器增 大或 降低 ，在 经 由功率放 大器 将
Ｉ ＮＦ ＯＲ ＭＡ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ Ｔ
基于无线通信射频收发系统的研究与设计
◆ 刘 中奇
摘要 ：无线通信 系统给 人们 生活 带来的 变化是 无可争议 的 。全世界 有庞 大的无线 通信 系统用 户。
无 线 通 信 中射 频 收 发 系统 成 为 当 前 社 会 通 信 技 术 研 究 的 重 点 方 向 ，射 频 收 发 系统 是 保 证 无 线 通 信 系统
含基 带 电路 、下 变频 电路 及射 频前 端 电路 的射 频接 收机 电路 图 。放 大器 同滤波 器构成 射频 前端 电路 ，公 分器 、移相 器及 混频 器构成 下 变频 电路 ， 由基 带放 大器 和信道 选择 低通 滤波 器级联 的两条支 线构 成基 带 电路 ，电路基 础结 构搭 建完 成后 确 定各 电路基础 部分 的 电路元 件完成 射频接 收机设 计 。 （ 三 ）天线 的设计 。无线 通信 射频 收发 系统 中的 电磁波 是 通过 天线 进行 接 收和发 射 的 ，天线 是系 统重 要组 成部 分 ，
设计 ：放 大 电路设计 时应 选择 合适 的 三级管 ，满 足三极 管静 态工 作点 电流 适 中合 理调 整 电阻值 保证 电路 内 的Ｔ作 电压 。 常用 的 晶体震 荡 电路 为并 联 晶体震 荡 电路 。晶体 的质量 及振 子结 构影 响 电路 的振 荡性 能 。其 中克 拉泼 振荡 电路 工作 最为
宽带无线通信射频收发前端设计分析
宽带无线通信射频收发前端设计分析摘要：近年来随着社会经济不断发展，我国已经进入信息化时代，现代社会信息对于我们的生活的影响也越来越大，宽带无线通信系统的迅速发展，使得人们的通信变得越来越便捷。
本文对宽带无线通信射频收发前端的设计进行分析与探讨，旨在提高宽带无线通信水平。
关键词：宽带设计；无线通信；射频；收发前端设计1宽带无线通信系统组成近年来，宽带无线通信由于其平均功率较低、频谱利用率较高、保密性和安全性好等优势，已经成为通信领域中研究的热点技术。
宽带无线通信系统主要包括以下几个部分。
1.1基带处理单元基带处理单元是宽带无线通信系统中的基础，主要的功能有对数据信道进行编码处理、CCK调制解调、同步时钟提取等。
1.2中频处理单元中频处理单元主要完成频率转换，通过上下变频，完成射频和中频之间的转换，并且完成数字信号与模拟信号之间的相互转换。
1.3射频单元射频单元是数据传输的主要部分，发送端首先将语音、数据以及图像等信号调制成为相应的信号，然后经过滤波、放大、功放送天线等环节对信号进行发射。
射频单元中的接收端则主要负责接收射频信号，对于传输来的信号，经过放大、滤波和变频之后可以将固定的中频信号输出到中频处理模块中。
1.4协议与控制单元协议与控制单元具有协议控制、数据组帧与完整性检测处理等功能，可以为各种数据信息提供相应的接口，以便信息数据可以进入处理单元中。
在宽带无线通信系统中，射频前端是最关键的部分，该部分是影响信号的传输和接收功能的主要部分，通过对射频前端进行设计，可以实现收发通道射频前端的所有功能，而且能够满足调制信号的收发要求，在应急通信、指挥调度、无线监控、海上作业等领域有十分广泛的应用。
而且在宽带无线通信系统中还内置了GPS模块，通过GPS定位可以向中心站点传输精确的位置信息。
2射频收发系统的工作原理2.1射频发射机的工作原理射频发射机主要用于信号发射，无线射频发射机是通过调制放大信号的功率以及上变频和滤波过程，将低频基带信号转换成高频射频信号的一个过程。
无线通信中射频收发系统的研究与设计
• 98•无线通信中射频收发系统的研究与设计广州海格通信集团股份有限公司 郭 洋 郑超捷【摘要】本文主要针对无线通信系统中的射频收发系统进行研究与设计，在分析通信系统组成和工作原理的基础上，对射频收发系统进行优化设计。
【关键词】无线通信；射频收发系统；研究；设计在当前通信技术以及信息技术的发展背景下，蜂窝移动通信技术得到跨越式突飞猛进的发展进步，并受人瞩目。
对于通信系统而言，其功能的实现需要各种重点电子线路实现，而各种电子线路又紧紧依托于通信系统的发射机和接收机，因此必须对通信系统及其接收机、发射机进行深入研究和创新设计。
1.通信系统的组成随着通信技术以及通信系统在人们生产生活中的应用，其在人们生产生活中的作用逐渐凸显。
首先是进行信号调制，能够将传输信号进行转换，转换成为能够进行信道传输的信号。
通过通信系统图能够看出，在通信系统的发送端进行信号解调。
在通信系统中一般传输的是在零频附近的低频信号，包括以模拟信号和数字信号为代表的基带信号（baseband ）。
经过调制之后的信号转变为基带信号（passband ）。
最终通带信号在整个通信系统中进行传输，在接收机中接收信号，并对信号进行进一步处理，转换为原始信号，接收机的主要任务即解调。
2.无线通信中射频收发系统的工作原理2.1 射频发射机的工作原理图1 射频发射机工作原理图射频发射机的主要功能是将低频基带信号转换为高频射频，如图1所示，一般需要经过调制器和放大器、滤波器等结构实现。
低频基带信号首先经过调制器以及滤波器、混频器等进行信号处理。
首先经过数模转换器的低频基带信号需要经过调制器进行初步解调，一般通过数字调制和模拟调制两种方式实现，数字分频电路和鉴相器电路以及锁相环电路组成的本振器能够对信号进行处理，并且将处理的信号送至混频器，最后在滤波器中进行频率相乘处理。
DAC 的主要功能是将数字信号转换为模拟信号，滤波器的主要目的是对信号进行进一步处理，去除信号中的干扰信号并优化其中的有效信号，在滤波信号的选择中还需要根据无线射频发射机进行选择，一般包括信道选择滤波器、镜像抑制滤波器以及射频滤波器等。
无线通信中的射频收发系统设计
这一章讨论了非线性分析的基本原理和方法，包括互调、干扰屏蔽和频谱再 生及调制等。还介绍了如何利用非线性分析改善无线通信系统的性能。
第六章：移动系统中射频专用集成电路设计方法
这一章针对移动系统中的射频专用集成电路设计进行了深入探讨，包括自动 增益控制、模/数转换动态范围和电源管理等关键技术。还介绍了如何优化这些 集成电路的性能，以满足移动系统的严格要求。
《无线通信中的射频收发系统设计》是一本全面介绍无线通信中射频收发系统设计的书籍，既适 合初学者入门学习，也适合专业人士深入探讨。通过阅读本书，读者可以深入理解射频收发系统 设计的基本原理和核心技术，掌握射频收发系统的设计和优化方法，为进一步研究和开发无线通 信技术打下坚实的基础。
精彩摘录
在无线通信领域，射频收发系统设计是至关重要的一环。它不仅是实现无线 通信的关键，也是决定无线通信质量与效率的重要因素。近年来，随着无线通信 技术的快速发展，射频收发系统设计也变得越来越复杂和精细。在这样的背景下， 一本名为《无线通信中的射频收发系统设计》的书籍为我们提供了宝贵的参考和 指导。
本书还重点介绍了射频收发系统的性能评估。通过理论分析和实验测试，本书详细阐述了如何评 估射频收发系统的性能，包括传输速率、功耗、稳定性等指标。
还介绍了如何通过优化设计和参数调整来提高系统性能。
本书讨论了射频收发系统设计的未来发展趋势。随着技术的不断进步，射频收发系统设计将面临 更多的挑战和机遇。本书展望了未来几年内无线通信技术的发展趋势，并探讨了可能的创新方向。
《无线通信中的射频收发系统设计》这本书的目录覆盖了无线通信中射频收 发系统的各个方面，从基础知识到高级技术，从理论分析到实践应用。这本书对 于从事无线通信工作的工程师和技术人员来说是一本宝贵的参考书，对于相关领 域的研究人员和学生来说也是一本极好的教材。
多通道无线数据收发器研究与设计
多通道无线数据收发器研究与设计随着无线通信技术的不断发展，人们对于高速、可靠的无线数据传输的需求也越来越迫切。
为了满足这一需求，多通道无线数据收发器作为一种重要的无线通信设备，受到了广泛的关注和研究。
多通道无线数据收发器是一种能够同时处理多个频道的无线通信设备。
它的主要功能是将输入的数据信号通过无线信道进行传输，并在接收端将信号恢复成原始的数据。
与传统的单通道无线数据收发器相比，多通道无线数据收发器具有更高的传输速率和更好的抗干扰能力，可以同时传输多个数据信号，提高了无线通信系统的容量和性能。
多通道无线数据收发器的研究与设计主要包括硬件设计和信号处理算法两个方面。
在硬件设计方面，需要设计高频电路、射频前端模块和数字处理模块等，以实现对不同频道的数据信号的采集、调制、放大和解调等功能。
同时，还需要考虑功耗、体积和成本等因素，使得设计出的收发器具有较高的性能和较好的实用性。
在信号处理算法方面，需要设计合适的调制和解调算法，以实现对多个频道的数据信号的传输和恢复。
常用的调制方式包括PSK（相移键控）、QAM（正交振幅调制）和OFDM（正交频分多路复用）等，解调算法则是调制算法的逆过程。
通过优化调制和解调算法，可以提高系统的传输速率和抗干扰能力，从而提高整个系统的性能。
除了硬件设计和信号处理算法的研究与设计，多通道无线数据收发器的研究还需要考虑其他因素，如频谱资源的利用、系统的可靠性和安全性等。
在频谱资源的利用方面，可以采用动态频谱分配技术，使得多个无线通信系统能够共享同一频段的频谱资源，提高频谱的利用效率。
在系统的可靠性和安全性方面，可以采用编码和加密等技术，保障数据的可靠性和保密性。
综上所述，多通道无线数据收发器作为一种重要的无线通信设备，具有很大的研究和应用价值。
通过对硬件设计和信号处理算法的研究与设计，可以提高多通道无线数据收发器的传输速率和抗干扰能力，从而满足人们对于高速、可靠的无线数据传输的需求。
无线射频数据采集系统的研究与设计
无线射频数据采集系统的研究与设计摘要工农业生产、石油、化工、冶金、纺织、机械制造、航空航天、制药、烟草、档案保存、粮食存储等领域，对于温、湿度都有着一定的要求。
早期的温、湿度数据采集中，常伴随着大量的数据线缆，给生产操作带来许多不便和隐患。
为了解决这个问题，短距离无线通信技术应运而生。
本次设计研究的无线射频数据采集系统是短距离无线通信技术在温、湿度测量方面的一个具体应用。
系统以嵌入单片内核的单片射频收发芯片nRF905为核心，采用数字式温湿度传感器DHT11，应用传感技术，无线通信技术及计算机技术实现温、湿度数据的采集和短距离无线传输。
系统采用模块化设计，主要有两大部分构成：第一部分，采用STC89C52单片机作为控制芯片，以nRF905无线收发芯片为核心，与单总线温湿度传感器DHT11构成的温湿度采集网络。
完成温、湿度数据的采集和无线发送；第二部分，使用nRF905无线收发芯片接收数据，也采用STC89C52单片机作为控制芯片，以实现数据的接收，显示和温湿度越线报警。
该无线射频数据采集系统电路简单，性能稳定，抗干扰能力强，可靠性高，易于扩展。
实际发射距离约为500米，测温，测湿精度也比较高。
因此本系统适用于在短距离内对多种环境温湿度的检测，有广阔的应用前景。
关键词：温湿度传感器，无线通信，数据采集Research and Design of Data Acquisition System Based on RFABSTRACTIndustrial and agricultural production，petroleum，chemical，metallurgy，textile，machinery manufacturing，aerospace，pharmaceutical，tobacco，archives，food storage areas，all have certain requirements for the temperature and humidity．Early in the temperature and humidity data acquisition，often accompanied by large amounts of data cables，bring a lot of inconvenience and risks to some production operations．To solve this problem，short-range wireless communications technology came into being．The design of the radio frequency data acquisition system is a specific application of the short-range wireless communication technology in the temperature and humidity measurem- ents．RF transceiver chip NRF905 embedded Single core as the core of the system，using digital temperature and humidity sensors DHT11，application of sensor technology，wireless communication technology and computer technology to achieve the temperature and humidi- ty data acquisition and short-range wireless transmission．Modular design，there are two major parts：The first part，as a control chip microcontroller with STC89C52，nRF905 wire- less transceiver chip as the core，together with temperature and humidity sensor DHT11 of single bus form temperature and humidity collection network．The second part，the use of nRF905 wireless transceiver chip to receive data，also used as a control STC89C52 microco- ntroller chip，to achieve data reception，display and temperature and humidity over the line to the police．To the radio frequency data collection system，circuit is simple，stable performance，antiinterference ability，high reliability and easy expansion．Transmission distance up to 500m，temperature measurement，measuring precision is relatively high．Therefore，this system is suitable for a variety of short-range detection of temperature and humidity，also have broad application prospects．KEY WORDS: temperature and humidity sensor，wireless communication，data acquisition目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 课题的背景和意义 (1)1.2 本文研究的主要内容 (1)1.3 系统性能指标 (2)1.4 本论文结构 (2)2 温、湿度测量系统概况 (3)2.1 温、湿度传感器的发展与现状 (3)2.2 数据采集相关概述 (4)2.3 温、湿度采集模块 (4)2.4 本章小结 (5)3 短距离无线通信的研究与开发 (7)3.1 短距离无线通信技术的发展与现状 (7)3.2 无线通信技术的选择 (7)3.3 本章小结 (10)4 系统整体设计方案 (11)4.1 系统设计原则 (11)4.2 系统总体设计 (11)4.2.1 设计思路 (11)4.2.2 系统关键技术分析 (12)4.3 主要器件的选择 (12)4.3.1 温湿度传感器的选择 (12)4.3.2 无线收发模块的选择 (16)4.3.3 其他主要元器的选择 (23)4.4 抗干扰设计 (24)4.5 本章小结 (25)5 系统硬件设计 (26)5.1 单片机主控单元 (26)5.2 温湿度采集模块 (26)5.3 电压转换模块 (27)5.4 蜂鸣器报警单元 (27)IV5.5 数码管显示单元 (28)5.6 无线通信模块 (28)5.7 系统总体电路图 (29)5.8 本章小结 (29)6 系统软件设计 (30)6.1 开发工具及使用语言 (30)6.2 无线发送端程序设计 (30)6.2.1 温湿度采集模块程序设计 (30)6.2.2 数据发送程序设计 (31)6.3 无线接收模块程序设计 (32)6.3.1 接收端程序设计 (33)6.3.2 按键扫描及报警程序 (34)6.4 本章小结 (35)7 总结 (36)致谢 (37)参考文献 (38)附录Ⅰ (39)附录Ⅱ (43)无线射频数据采集系统的研究与设计 11 绪论1.1课题的背景和意义温度、湿度是人们日常生活中接触最多的两个物理量，人们的日常生活，工农业生产都和周围环境的温湿度有着密切的关系，石油，化工，冶金，纺织，机械制造，航空航天，制药，烟草，档案保存，粮食存储等领域对温湿度也有较高的要求。
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
射频光发收机的探究及优化设计
射频光发收机的探究及优化设计作者：段振英邹琴来源：《中国新通信》2022年第12期摘要：伴隨着射频通信技术的升级换代，老射频光发收机已不能适应新业务拓展需求，针对其上下行业务走向特点，以及客户对传输距离和容量需求的提升，我们不仅对关键电路做了新增防浪涌和防静电保护电路设计，还在各功能模块间新增匹配电路增强增益变化的自适应性。
并通过样机实验验证，使新一代射频光发收机获得更好的结构性和增益平坦度、更强的发光功率和更高的接收灵敏度，从而提高光纤传输距离，使射频系统获得更大布局空间和更强的隐蔽性，有利于射频通信成为通信系统中的重要一员。
鉴于此本文就射频光发收机遇到的相关问题进行深刻的研究与设计。
关键词：射频光发收机;前端处理模块;耦合电路;增益平坦度;光电调制一、引言近年来随着无线射频技术与光纤通信的融合，老一代射频光发收机的弊端暴露无遗，比如射频发射机与接收机分离设计、结构偏大、发光功率不强、接收灵敏度不够等因素已经严重影响射频光传输系统的推广与应用。
特别是在无线通信和卫星通信系统应用场合，为了扩大空间布局和增强业务隐蔽性，需要把天线的射频电信号信转换成光信号，再进行一段距离的光纤传输，至终端机房再把光信号转换成射频电信号。
相对于传统的射频电缆传输方式，射频光传输具有距离远、隐蔽性强、不受电磁干扰等优点，因此射频光传输系统在很多重要领域的应用越来越受到重视。
相对于数字光端机，射频光发收机内部主要采用模拟光传输方式的复杂电路组成，各功能模块输出增益变化较大，系统设备联调繁琐，为了解决这些问题我们将对系统最关键的射频光发收机进行深入分析，不仅对发收机的前后端信号处理电路进行优化设计，还新增防浪涌和防静电保护电路设计，外加在各个电路模块间新增自适应匹配电路，并且通过样机实验验证，使新一代射频光发收机获得更好的结构性和增益平坦度、更强的发光功率和更高的接收灵敏度。
二、射频光发收机的探究及优化设计为了解决老一代射频光发收机的诸多缺点，经过对核心元器件严谨选型，精心设计整体结构和核心电路，根据上下行射频业务走向特点，把射频光发收机一体化整合设计，使其结构小型轻便化、电磁兼容性更强，通过特殊电路设计增大激光器的发光功率和接收灵敏度，提高光纤传输的距离，拓展射频系统空间布局组网能力。
2.4 GHz收发系统射频前端的ADS设计与仿真
2．4 GHz收发系统射频前端的ADS设计与仿真0 引言近年来，随着无线通信业务的迅速发展，通信频段已经越来越拥挤。
1985年美国联邦通信委员会(FCC)授权普通用户可以使用902 MHz，2．4 GHz和5．8 GHz三个“工业、科技、医学”(ISM)频段。
ISM频段为无线通信设备提供了无需申请在低发射功率下就能直接使用的产品频段，极大地推动了无线通信产业的发展。
虽然目前无线数字通信技术已经相当成熟，但射频设计仍然是移动通信设计的瓶颈。
射频电路的设计主要围绕着低成本、低功耗、高集成度、高工作频率和轻重量等要求而进行。
ISM频段的射频电路的研究对未来无线通信的发展具有重大的意义。
国内外许多文献都对此作了研究，文献[2]中介绍了在无线高速数据通信环境下，2．4 GHz发射机的设计。
文献[3]介绍了一种低功耗的CMOS集成发射机的设计。
ADS(Advanced Design System)软件是Agilent公司在HPEESOF系列EDA 软件基础上发展完善的大型综合设计软件。
它功能强大能够提供各种射频微波电路的仿真和优化设计广泛应用于通信航天等领域。
本文主要介绍了如何使用ADS设计收发系统的射频前端，并在ADS的模拟和数字设计环境下进行一些仿真。
1. 发射端的建模与仿真由于设计是建立在实验室中已有的中频调制和解调的硬件基础上的，因此发射端和接收端不考虑信号的调制和解调过程。
实验室中的中频调制模块可以输出大概8～10 dBm的40 MHz已调中频信号，经过分析选择，该发射端的各个模块均参考MAXlM公司的集成模块的参数而设计。
本地振荡器采用的是MAX2700。
MAX2700是压控振荡器，通过设计合适的外围电路可以使它输出2．4 GHz的信号。
混频器采用的是MAX2660，MAX2660是有源混频器，可以提供一定的增益。
功率放大器采用的是MAX2240，MAX2240的最大输出功率是15．3 dBm。
无线射频通信模块的研究与设计
如图 2 所示。
图 1 射频接收硬件电路设计 为减少接收机受电磁脉冲影响，在射频前端增加模块化 滤波器与限幅器，限制天线耦合数及能量传播，降低射频前 端的干扰。
1.2 射频放大器前端结构 较为复杂的接收机前端结构如图 3 所示。此种结构在带
通滤波器和混频器之间增加一个射频放大器。该射频放稳定性受到损害，并且不能达到互调截获点 [3]。
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。增加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。 1.3 通信接收信道设计
模 式 一 通 信 通 道 噪 声 系 数 仿 真 结 果 如 图 4 所 示，
52
2019.09
网络信息工程
2019.09
无线射频通信模块的研究与设计
袁涛 （广州润芯信息技术有限公司，广东广州，510663）
摘要 ：无线通信技术广泛应用于智能交通、医疗设备、安全生产、智能家居等等领域，技术越来越成熟，安全可靠性、通信 质量更加符合人们的生活需要。随着 5G 通信技术的逐步普及，无线射频通信技术将更加先进。重点对射频前端接收模块 和通信信道进行设计和研究，并给出信道仿真。 关键词 ：无线射频通信 ；接收模块 ；射频放大器 ；信道仿真
图 5 系统仿真
功放为两级级联，为改善级间匹配，在驱动级和输出级 间加入隔离器。输出用双节隔离器保护。输出采用开关连接 器完成单独或合路输出的选择，选用器件和指标分配见下 图，两路通道完全相同。
合路原理说明 ：通过调整两路同频信号的相位达到理论 上的弥补三分贝损耗的合路要求。见下 ：
输 入 信 号 为 s(t)，Ａ 信 道 发 射 本 振 信 号 为 exp (j2πft+jθA)，可变相位假设为 exp(j·Δθ)，Ｂ信道发射本振信
宽带无线通信系统射频收发前端研究
宽带无线通信系统射频收发前端研究作者：许永智来源：《数字化用户》2013年第24期【摘要】随着社会经济的不断发展，我们已经悄然步入信息时代，现代社会信息对于我们生活的影响已经越来越重要，宽带无线通信系统得到了很大的发展，本文针对宽带无线通信系统射频收发前端进行了探讨和研究。
【关键词】无线宽带射频收发前端射频又简称为RF，是一种能够进行空间辐射的电磁波，而射频信号则是一种通过高频电流进行调制以后的电信号，是无线电信号中频率较高的一种信号。
随着无线通信在人们生活各领域的广泛应用，射频技术也有着不可替代的作用。
为了能够使信息传输质量更高，在移动通信射频收发系统中，射频模块处理宽带高频模拟信号，基带部分则处理频率低的模拟和数字信号。
本文通过对无线通信射频收发系统进行设计，根据射频收发系统的工作原理，并对整个无线通信射频收发系统进行技术指标测试。
一、宽带无线通信系统组成系统主要由基带处理单元，中频处理单元，射频单元，协议与控制4 大部分组成。
（一）基带处理单元完成数据信道编码解码处理、CCK 调制解调、同步时钟提取，系统同步控制与处理等。
（二）中频处理单元通过上、下变频，完成射频与中频的转换，并完成数模及模数转换。
（三）射频单元发送端将话音、数据、图像信号调制在发射射频信号上，经滤波、放大、功放送天线发射；接收端接收射频信号，经放大、滤波和变频后，输出固定的中频信号到中频处理模块。
（四）协议与控制单元TDMA/TDD 协议控制、数据组帧与完整性检测处理，提供图像，语音，数据等的接口，以便进入处理单元。
二、无线通信射频收发系统设计无线通信射频收发系统由射频收发系统工作原理我们可以得知，接收机为超外差结构，信号在经过2次下变频以后，RF频段为3.5GHZ，射频为100MHZ，当信号路过滤波器以后，通过低噪声放大器等进行处理，并与本振混频变频道中频2.5GHZ、100MHZ，放大处理后由IQ 解调进入ADC；而发射机为直接变频结构，信号只需要通过1次上变频，由过滤器放大IQ调制，并发射射频线路，通过滤波器由PA调制，随后进行开关和天线发射。
nRF24L01无线通信系统设计
nRF24L01无线通信系统设计学院：电子信息学院专业：电子信息工程姓名：学号：指导老师：摘要本文介绍了一套基于STM32微处理器，结合nRF24L01无线通信模块的无线数据传输系统。
nRF24L01无线通信系统是基于nRF24L01无线收发芯片，以STM32F103单片机为核心的半双工无线通信系统，文中详细阐述了该无线通信系统的硬件和软件设计。
该系统主要由一个nRF24L01无线通信模块组成，在硬件基础上，结合nRF24L01的特点，实现了两个nRF24L01无线通信模块之间的通信。
关键字：nRF24L0l；STM32；无线通信AbstractThis paper introduces a wireless communication system , a system based on STM32 microprocessor, combined with nRF24L01 wireless communication module . nRF24L01 wireless communication system is based on nRF2L01 wireless transceiver chip, half duplex wireless communication system with a control core of STM32F103 MCU.This paper describes the hardware and software design of the wireless communication system. The system mainly consists of a nRF24L01 wireless communication module, basing on the hardware and combining with the characteristics of nRF24L01, and realize the implementation of communication between two nRF24L01 wireless communication modules .Key words：nRF24L01；STM32；Wireless Communication前言无线方案适用于布线繁杂或者不允许布线的场合，目前在遥控遥测、门禁系统、无线抄表、小区传呼、工业数据采集、无线遥控系统、无线鼠标键盘等应用领域，都采用了无线方式进行远距离数据传输。
无线通信射频收发系统设计探究
无线通信射频收发系统设计探究作者：崔立良来源：《数字技术与应用》2013年第05期摘要：经过四代移动通信发展，作为通信系统的前端部分，无线通信射频收发系统显得尤为重要，主要负责信号的接收与发送。
因此，基于射频收发的无线通信系统成为目前不断被关注和研究的热点。
本文对无线通信射频收发系统进行设计，并且根据射频收发系统的工作原理，对整个无线通信射频收发系统进行技术指标测试。
关键词：射频接收机射频发射机无线通信中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）05-0210-02射频又简称为RF，是一种能够进行空间辐射的电磁波，而射频信号则是一种通过高频电流进行调制以后的电信号，是无线电信号中频率较高的一种信号。
随着无线通信在人们生活各领域的广泛应用，射频技术也有着不可替代的作用。
为了能够使信息传输质量更高，在移动通信射频收发系统中，射频模块处理宽带高频模拟信号，基带部分则处理频率低的模拟和数字信号。
1 无线通信射频收发系统设计无线通信射频收发系统模型如图1、2所示。
由射频收发系统工作原理我们可以得知，接收机为超外差结构，信号在经过2次下变频以后，RF频段为3.5GHZ，射频为100MHZ，当信号路过滤波器以后，通过低噪声放大器等进行处理，并与本振混频变频道中频2.5GHZ、100MHZ，放大处理后由IQ解调进入ADC；而发射机为直接变频结构，信号只需要通过1次上变频，由过滤器放大IQ调制，并发射射频线路，通过滤波器由PA调制，随后进行开关和天线发射。
其中，所有晶振为10MHZ，频率为2.5PPM，输入和输出电压分别为3V、0.8V，本振一、二级输出频率为：PLL1和PLL2，巴伦插损为0.54dB。
因此，通过计算得出无线射频接收机和发射机的增益为：=93.96dBm、=33.96dBm；=29.1dBm、=-31.5dBm，无线射频接收机噪声系数为：=3.42dB，IIP3，RX=-15dBm。
SX1231的无线射频收发系统设计研究
SX1231的无线射频收发系统设计研究
中国政府为微功率（短距离）无线电应用增加了868MHz~ 868.6MHz的工作频率。其对无线电设备的射频要求如下：（1）发射功率限值：5mW（e.r.p）；（2）发射信号的占空比限值：1%；（3）载波频率容限：100×10-6；并把该类设备归类于“各类民用设备的无线电控制装置中。从上面的规定中可以看到，该频段可用带宽为600kHz，但并没有明确在该频道使用的带宽，数据速率以及调制方式方面要求，这就给予了应用很大的空间。本文主要是基于868MHz频段的要求，设计了比较简单通用的无线收发系统，该系统可适用于该频段的不同的无线传输应用。SX1231介绍及性能描述SX1231芯片是Semtech公司推出的一款高集成度、低功耗、多频段的UHF RF收发器。其工作电压为1.8V~3.6V，24引脚QFN封装，工作频率包括3155MHz、4335MHz、 8685MHz和915MHz无许可证的ISM频段；内部集成SIGMA-DELTA小数分频锁相环、功率放大器、唤醒定时器、数字调制解调器、66字节的发送和接收数据FIFO、数据包处理、数据加密功能AES，以及6个可配置的DIO等，所有主要的RF通信参数是可编程的，大多数可动态设定。采用16节的FIR通路滤波器，因而有好的选择性；发射功率可编程输出，从-18dBm到+17dBm；有多种调制解调方式：FSK、GFSK、MSK、GMSK和OOK等；SX1231在使用时所需的外部元件很少，1个32MHz的晶振、几个电容和电感就可组成一个高可靠性的收发系统，设计简单且成本低。SX1231在1.2kbps时的灵敏度高达-120dBm，主要用在无线抄表（AMR）、无线传感器网络、家庭和建筑物自动化、无线告警和安全系统、工业监视和控制等领域。无线射频收发系统设计系统总体方案无线射频收发系统的结构框图，由STM8L151K2单片机控制SX1231实现无线数据的收发。发送模块中的STM8L151K2将数据传送给SX1231，然后SX1231对数据进行包格式处理，包括增加前导码、同步字、CRC校验码，如果需要也可以对数据进行加密处理。最后数据包经天线发送给接收模块。接收模块对接收到的射频信号放大、解调、解包之后，再将数据送给主控制器STM8L151K2进行相应的处理，如送显示屏或PC数据处理中心等。该系统包括按键和液晶显示屏等人机交互界面，以及RS232接口，这实现了与PC的通信功能。
一种915MHz射频收发系统的ADS设计与仿真
一种915MHz射频收发系统的ADS设计与仿真1、引言近几年来，无线射频识别技术越来越受各国重视。
随着供应链管理、集装箱、工业、科研和医药等行业对3 m以上射频识别技术的需求不断增加，国内外已经把研究的热点转向超高频段和微波频段。
射频电路的设计主要围绕着低成本、低功耗、高集成度、高工作频率和轻重量等要求进行。
本文对915MHz射频收发系统做了进一步的研究。
ADS(Advanced Design System)软件是Agilent公司开发的，可以支持从模块到系统的设计，能够完成射频和微波电路设计、通信系统设计、射频集成电路设计和数字信号处理设计。
该软件还可以完成时域和频域、数字和模拟、线性和非线性、电磁和数字信号处理等多种仿真。
本文主要介绍了如何使用ADS设计收发系统，并在ADS的模拟和数字设计环境下进行一些仿真。
2、射频发射系统的设计与仿真射频发射系统最重要的指标是系统增益。
根据分析选择，发射系统的各个模块分别采用以下器件：Micro Devices公司生产的PLL400-875作为射频信号的发生器。
该器件的输出中心频率为915 MHz。
射频滤波器采用4DFA-915E-10，此芯片的中心频率是915 MHz，通带带宽为±13 dB，插入损失为2.2dB，波纹系数为1.0 dB，最大波纹比为20。
混频器采用Mini-circuits公司生产的ADE-12MH。
ADE-12MH的本振和射频信号的输入频率范围是10-1200 MHz，全波段转换损耗6.3 dB。
功率放大器选用Sirenza公司的SPA-2118，该芯片的功率为1 W，工作范围是810 MHz-960 MHz。
图1、用于仿真的发射系统原理图使用ADS软件创建射频发射系统的原理图，再在原理图中加入增益仿真控制器，就可以知道增益在系统各个部分的分配情况。
用于仿真的发射系统的原理图如图2所示，仿真结果如图2所示。
图2、功率增益预算曲线由图2可知，整个发射系统的增益为35.8 dB，因为输入的信号为-10 dBm，所以功率放大器输出的射频信号大小为25.8 dBm。
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无线通信射频收发系统设计研究
射频是一种特定频率的电磁波信号，它可以在自由空间中传播，射频通信技术具有宽频带、高信息容量、体积小、可用频谱多、干扰小等特点，在无线通信系统中应用广泛，日常生活中有线电视信号就是通过由射频通信系统传送的。
射频收发系统处理线通信系统中信号的接收和发射，它位于无线通信系统的最前端，关系到通信的质量。
研究射频收发系统工作原理优化其设计方案，可有效提高无线通信质量。
一、射频收发系统的构成及工作原理
射频收发系统根据它的应用目的和使用环境的不同，会有不同的组成部分。
但从射频收发系统的工作原理来看，射频发射机、射频接收机、天线是系统的基本组成部分。
（一）射频发射机的构成及工作原理。
射频发射机是通过调制、功率放大、上变频、滤波等手段把低频的基本频带信号转换为对应的高频信号，并把处理后的信号经天线发出。
天线、滤波器、数模转换器、调制器、混频器、放大器、本振器等组成射频发射机系统。
调制器通过数字调制或模拟调制的方式将低频信号向高频段传播；本振器通过数字分频电路、鉴相器电路,锁相环电路等将频率送至混频器；滤波器可以对不同的信号进行分离，得到特定频率的信号或消除干扰信号，滤波器种类繁多，实际使用时可根据需要处理信号的形式选用模拟滤波器或数字滤波器；数模转换器主要作用是完成数字信号到模拟信号的转换；混频器主要作用是实现频率变化，常用的有双平衡混频器和三平衡混频器。
放大器是把信号通过幅度放大器增大或降低，在经由功率放大器将信号功率放大用以满足天线发射需要。
（二）射频接收机的构成及工作原理。
射频接收机主要作用是从天线接收的众多信号中选出基本频带所需的有用信号并放大。
射频接收机的信号选择能力关系到信号的接收质量，影响无线通信射频收发系统的运行状况。
射频接收机把天线接收到信号传送至低噪声放大器，通过两次下变频，将信号变为满足需要的基本频带信号。
射频接收机主要性能指标要求包括：接收微弱信号的灵敏度要求，降低系统噪声系数要求，相似频率信号的选择能力要求及射频接收机接收信号大小比的动态范围要求，射频接收机的性能指标关系到无线通信射频收发系统运行质量。
二、无线通信射频收发系统的设计
无线通信射频收发系统的设计包含射频发射机的设计、射频接收机的设计及天线的设计三大部分。
设计必须符合射频技术工作原理，使所设计的无线通信系统有良好的工作性能和较高的通信质量。
（一）射频发射机设计。
影响射频发射机设计的主要性能指标包括：平均载波频率、发信载频包络、射频输出频谱、射频的功率控制、杂散辐射、相位及频率误差、互调衰弱、调制特性及频率稳定度。
射频发射机设计是通过功率放大器完成相应的调制处理，改变信号频率的结构，处理后的信号频率经由天线发出。
射频发射机设计中，包含放大电路设计及晶体震荡电路设计：放大电路设计时应选择合适的三级管，满足三极管静态工作点电流适中合理调整电阻值保证电路内的工作电压。
常用的晶体震荡电路为并联晶体震荡电路。
晶体的质量及振子结构影响电路的振荡性能。
其中克拉泼振荡电路工作最为稳定，回路受到电极管的影响被电容削弱掉，属于电容反馈三点式振荡器，所以克拉泼振荡电路的频率稳定性较高在射频发射机设计中经常被使用。
（二）射频接收机设计。
射频接收机设计时应依据通信系统要求使用的信道及频率进行基础设计。
首先依据射频接收机的工作信道及频率确定以下性能指标，首先依据中心频率即射频前端电路中滤波器的中心频率来确定滤波器阶数、放大器的增益及降噪声系数；其次设置混频器时需考虑中频信号的频率，符合输入信号频率和本振信号的频率一致，同时选择合适的频率输入到电压源方便控制；最后设计搭建包含基带电路、下变频电路及射频前端电路的射频接收机电路图。
放大器同滤波器构成射频前端电路，公分器、移相器及混频器构成下变频电路，由基带放大器和信道选择低通滤波器级联的两条支线构成基带电路，电路基础结构搭建完成后确定各电路基础部分的电路元件完成射频接收机设计。
（三）天线的设计。
无线通信射频收发系统中的电磁波是通过天线进行接收和发射的，天线是系统重要组成部分，射频接收机与发射机通过天线实现电磁波的传送。
天线可以实现将接收到的空间电磁波转化为可经过传输线输送的电磁波，反之亦可实现将送达天线的电磁波转化为可空间传播的电磁波，是一种电磁波传送方式转换设备。
电磁波向空间辐射的载体是天线，天线的设计需要满足以下特点方可实现电磁波的辐射：首先需要通过电场的高速变化在天线附近形成位移电流，电磁波的空间辐射是通过位移电流在空间内不断的向前推进来实现的。
位移电流的空间推进能力与
天线的电源频率有关，电源频率越高电磁波的辐射能力越强。
其次天线需要具有带电的开放形结构才能实现辐射电磁波。
三、射频接收机和发射机的测试
接收机和发射机测试时需完成发射机增益与泄露以及接收机输入三阶交调点、增益步进及噪声系数等测试内容。
首先，使用电源为射频接收机供电，保证电源电压为5V，使用频谱仪对射频接收机两端的信号进行检测。
在输出端检测到的噪声信号经过滤波器后被削弱，输入端没有信号被检测到。
根据信号经两次下变频后生成的基带信号频率范围，确定接收机增益变化范围，对发射机增益进行控制方便测试出接收机增益步进。
其次，将噪声源连接到噪声分析仪器的输入口上，在频率范围为10-100MHZ及扫描点为400的扫描精度下对噪声分析仪进行校准，保证测试过程中噪声分析的准确性。
校准完成后将射频接收机的输出端噪声信号连接到噪声分析仪上，得出接收机的最大增益下噪声系数。
最后，发射机的系统功率决定电磁信号的传播距离，射频发射机的泄露值必须严格控制，防止影响发射系统的信噪比。
在CGA中将信号发生器中的电磁波调至最大值，检测发射机输出功率，通过将频谱仪的检测端与发射机的输出端信号相连，检测发射机增益，得到边带及本振泄露功率与输出功率的比值。
本文对无线通信射频收发系统的构成及工作原理进行分析，明确无线通信射频收发系统的设计要求及测试重点。
科技的进步推动了无线通信射频技术的快速发展，射频技术在人们的生活中得到广泛的应用，无线通信改变人们的生活及工作习惯，实现人与人、人与设备等方面的直接沟通。
人们对无线通信系统的依赖性变强，要求变高。
无线通信系统的工作性能和应用性能是系统设计的关键，依据无线通信射频技术基本原理完成的设计才能得到认可和应用。
参考文献
[1]舒浩.新一代无线通信射频收发机系统的研究和实现[D].西安电子科技大学,2011.
[2]韩科锋.应用于2G/3G移动通信的多模发射机芯片的研究[D].复旦大学,2011.
[3]张胜.宽带无线通信系统射频收发前端研究[D].杭州电子科技大
学,2011.。