通信电子线路课件 第1章
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在不同的载波频率上，使它们占用不同的射频频带，在接收 端可以通过选频网络来选择需要接收的信号。射频(Radio Frequency)是指便于辐射的频率，即通常所说的高频。 – 有效地利用频带。在基带信号为数字信号时，采用多进制的 调制方法可以提高每赫兹带宽的信息传送速率。 – 合理选用调制方式和调制指数还可以增强系统的抗干扰性能。
信号的放大成为可能，而由电子管构成的电子振荡器可以大 大扩展无线通信的工作频率，电子管还能实现调制、检波、 变频等无线通信的基本功能。它使无线通信逐渐趋于成熟。
– 阿姆斯特朗(Edwin Howard Armstrong) 发明了再生式接收机、 超外差式接收机和超再生式接收机。
– 1948年肖克莱(W.shockley)等人发明了晶体三极管。 – 1961年发明了集成电路，它们使通信电路耗电小、体积小且
场随时间的变化，简单的说信号是指某物理量的时间 函数。
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通信电子线路
• 无线通信的历史
– 1895年马可尼(Guglielmo Marconi)发明了世界上第一台无线 接收机，实现了几百米距离的利用电磁波进行的通信。
– 马可尼于1901年实现了跨越大西洋的无线通信。 – 1907年福雷斯特(Lee De Forest)发明了电子三极管，使得弱
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通信电子线路
• 调制实际上是用基带信号改变某频率的正弦波参数，使其 携带信息。
• 原始的正弦波称为载波，载波有三种参数可以被基带信号 改变，它们是幅度、频率和相位，分别对应于调幅、调频 和调相三种调制方法。载波由发送设备中的振荡器产生。
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通信电子线路
• 调制的目的
– 便于天线辐射。 – 实现频分复用，使信号互相不干扰，把不同的话音信号调制
通信电子线路
接收 天线
接收 频段 滤波
低噪声 放大器
fs
混
频
器
中频 滤波 放大
解 调 器 基带信号
flo
变 频
本地振荡器
器
图1-3 超外差式接收机原理框图
• 超外差式接收机的频率选择性靠中频滤波器实现。 • 缺点是引入组合频率干扰和组合副波道干扰。
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通信电子线路
• 收发信机有两种工作方式
(a) TDD 工作方式
甚高频 VHF
分米波
100～10厘米
超高频 UHF
厘米波
10～1厘米
特高频 SHF
毫米波
10～1毫米
极高频 EHF
频率范围 3Hz～30kHz 30～300kHz 0.3～3MHz 3～30MHz 30～300MHz 0.3～3GHz 3～30GHz 30～300GHz
主要用途 导航
频率标准
导航，广播
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通信电子线路
图1-1 通信系统的基本组成 • 信道为信号传输的媒介，通信信道分为有线信道和无线信道两大类，
有线信道指电线、电缆、光纤等。无线信道可以是大气层、宇宙空间、 地下、水中等。 • 噪声和干扰是指除有用信号以外的不希望接收的无用信号，噪声一般 指来自电路内部的无用信号，干扰指来自电路外部的无用信号。图11中把系统中各部分的噪声和干扰集中等效到信道处，实际的噪声和 干扰可出现在除信道外的其余部分。
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通信电子线路
• 窄带信号是指信号的上、下限频率之比接近1的信号，因 而信号的能量集中在中心频率处，这样可以有效的将信号 用电磁波辐射出去。
• 为了有效地将信号能量辐射到空间，必须要求天线的尺寸 和信号的波长相比拟(一般要求天线长度大于信号的1/4波 长)，因而天线的发送信号必须是窄带的。已调信号的中 心频率越高，天线尺寸越小。
广播，通信
短波通信，短波广播 电视广播，调频广播
移动通信 电视，移动通信
微波通信，移动通信
毫米波通信
射电天文
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通信电子线路
• 从发射天线发射到空间的电磁波可通过天波和地波两种途径传 到接收天线，地波是沿地球表面传播的波，天波是电波被地面 上空的电离层反射回来的波。
通信电子线路
通信电子线路
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通信电子线路
第1章 绪论
1.1无线通信系统的组成 1.2无线电频率划分和电波传播
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通信电子线路
1.1无线通信系统的组成
• 几个基本概念
– 无线通信是指利用电磁波在空间的传播进行信息传输 的一种通信方法。
– 通信过程中信息具体体现为信号的形式。 – 信号实际上是某些物理量，如电流、电压、电场或磁
重量轻，目前已经可以把无线收发信机的主要
• 无线通信种类：
– 无线电广播 – 无线电电视广播 – 短波通信 – 微波通信 – 卫星通信及移动通信等 – 导航和雷达亦和无线电通信密切相关
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通信电子线路
• 1.1.1通信系统的组成
图1-1 通信系统的基本组成 信息源指需传送的原始信息，例如语音、图像、数据、文字，一般是非电 量。输入变换器将非电量转变成电信号，输入变换器可以是话筒、摄像机、 键盘或者扫描仪。 输入变换器输出的信号称基带(baseband)信号。 基带信号是直接从信息源转换而得的信号，其占有的频带从直流或很低的 频率起一直到某一较高的频率。因而它是一种宽带信号。宽带信号是指信 号的上限频率和下限频率之比比1大很多的信号。
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通信电子线路
1.1.2无线通信收发信机的框图
基带 信号
基带 信号 放大
中频 调制
中频振荡器
中频
fif
上
滤
放大
变
波
滤波
频
器
flo 频率合成器
射频 放大器
发送 发射 滤波 天线
图1-2 中频调制发射机框图
• 采用中频调制的目的是使调制特性在各不同的发射频率做 到均匀一致，而且可有效抑制杂散辐射。
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(b) FDD 工作方式
图1-4 收发信机的两种工作方式
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通信电子线路
1.2无线电频率划分和电波传播
• 表1-1 无线电波波段划分表
波段名称
波长范围
频段及其代号
超长波
108～104米
甚低频 VLF
长波
104～103米
低频 LF
中波
103～102米
中频 MF
短波
100～10米
高频 HF
米波
10～1米
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通信电子线路
• 信号经信道传输后其强度将大大减小，尤其是经无线信道 传输以后，因而接收设备的主要功能是放大信号。
• 要求放大器本身附加的噪声尽可能小，无线接收设备的前 级放大器应是低噪声放大器。
• 如果接收信号为已调信号，接收设备要将已调信号还原成 基带信号，这一过程称为解调。
• 解调后的基带信号由输出变换器变换为原始的非电信号后 传给接收者，实现整个通信过程。
信号的放大成为可能，而由电子管构成的电子振荡器可以大 大扩展无线通信的工作频率，电子管还能实现调制、检波、 变频等无线通信的基本功能。它使无线通信逐渐趋于成熟。
– 阿姆斯特朗(Edwin Howard Armstrong) 发明了再生式接收机、 超外差式接收机和超再生式接收机。
– 1948年肖克莱(W.shockley)等人发明了晶体三极管。 – 1961年发明了集成电路，它们使通信电路耗电小、体积小且
场随时间的变化，简单的说信号是指某物理量的时间 函数。
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通信电子线路
• 无线通信的历史
– 1895年马可尼(Guglielmo Marconi)发明了世界上第一台无线 接收机，实现了几百米距离的利用电磁波进行的通信。
– 马可尼于1901年实现了跨越大西洋的无线通信。 – 1907年福雷斯特(Lee De Forest)发明了电子三极管，使得弱
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• 调制实际上是用基带信号改变某频率的正弦波参数，使其 携带信息。
• 原始的正弦波称为载波，载波有三种参数可以被基带信号 改变，它们是幅度、频率和相位，分别对应于调幅、调频 和调相三种调制方法。载波由发送设备中的振荡器产生。
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• 调制的目的
– 便于天线辐射。 – 实现频分复用，使信号互相不干扰，把不同的话音信号调制
通信电子线路
接收 天线
接收 频段 滤波
低噪声 放大器
fs
混
频
器
中频 滤波 放大
解 调 器 基带信号
flo
变 频
本地振荡器
器
图1-3 超外差式接收机原理框图
• 超外差式接收机的频率选择性靠中频滤波器实现。 • 缺点是引入组合频率干扰和组合副波道干扰。
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• 收发信机有两种工作方式
(a) TDD 工作方式
甚高频 VHF
分米波
100～10厘米
超高频 UHF
厘米波
10～1厘米
特高频 SHF
毫米波
10～1毫米
极高频 EHF
频率范围 3Hz～30kHz 30～300kHz 0.3～3MHz 3～30MHz 30～300MHz 0.3～3GHz 3～30GHz 30～300GHz
主要用途 导航
频率标准
导航，广播
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图1-1 通信系统的基本组成 • 信道为信号传输的媒介，通信信道分为有线信道和无线信道两大类，
有线信道指电线、电缆、光纤等。无线信道可以是大气层、宇宙空间、 地下、水中等。 • 噪声和干扰是指除有用信号以外的不希望接收的无用信号，噪声一般 指来自电路内部的无用信号，干扰指来自电路外部的无用信号。图11中把系统中各部分的噪声和干扰集中等效到信道处，实际的噪声和 干扰可出现在除信道外的其余部分。
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通信电子线路
• 窄带信号是指信号的上、下限频率之比接近1的信号，因 而信号的能量集中在中心频率处，这样可以有效的将信号 用电磁波辐射出去。
• 为了有效地将信号能量辐射到空间，必须要求天线的尺寸 和信号的波长相比拟(一般要求天线长度大于信号的1/4波 长)，因而天线的发送信号必须是窄带的。已调信号的中 心频率越高，天线尺寸越小。
广播，通信
短波通信，短波广播 电视广播，调频广播
移动通信 电视，移动通信
微波通信，移动通信
毫米波通信
射电天文
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通信电子线路
• 从发射天线发射到空间的电磁波可通过天波和地波两种途径传 到接收天线，地波是沿地球表面传播的波，天波是电波被地面 上空的电离层反射回来的波。
通信电子线路
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第1章 绪论
1.1无线通信系统的组成 1.2无线电频率划分和电波传播
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通信电子线路
1.1无线通信系统的组成
• 几个基本概念
– 无线通信是指利用电磁波在空间的传播进行信息传输 的一种通信方法。
– 通信过程中信息具体体现为信号的形式。 – 信号实际上是某些物理量，如电流、电压、电场或磁
重量轻，目前已经可以把无线收发信机的主要
• 无线通信种类：
– 无线电广播 – 无线电电视广播 – 短波通信 – 微波通信 – 卫星通信及移动通信等 – 导航和雷达亦和无线电通信密切相关
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通信电子线路
• 1.1.1通信系统的组成
图1-1 通信系统的基本组成 信息源指需传送的原始信息，例如语音、图像、数据、文字，一般是非电 量。输入变换器将非电量转变成电信号，输入变换器可以是话筒、摄像机、 键盘或者扫描仪。 输入变换器输出的信号称基带(baseband)信号。 基带信号是直接从信息源转换而得的信号，其占有的频带从直流或很低的 频率起一直到某一较高的频率。因而它是一种宽带信号。宽带信号是指信 号的上限频率和下限频率之比比1大很多的信号。
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通信电子线路
1.1.2无线通信收发信机的框图
基带 信号
基带 信号 放大
中频 调制
中频振荡器
中频
fif
上
滤
放大
变
波
滤波
频
器
flo 频率合成器
射频 放大器
发送 发射 滤波 天线
图1-2 中频调制发射机框图
• 采用中频调制的目的是使调制特性在各不同的发射频率做 到均匀一致，而且可有效抑制杂散辐射。
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(b) FDD 工作方式
图1-4 收发信机的两种工作方式
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通信电子线路
1.2无线电频率划分和电波传播
• 表1-1 无线电波波段划分表
波段名称
波长范围
频段及其代号
超长波
108～104米
甚低频 VLF
长波
104～103米
低频 LF
中波
103～102米
中频 MF
短波
100～10米
高频 HF
米波
10～1米
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通信电子线路
• 信号经信道传输后其强度将大大减小，尤其是经无线信道 传输以后，因而接收设备的主要功能是放大信号。
• 要求放大器本身附加的噪声尽可能小，无线接收设备的前 级放大器应是低噪声放大器。
• 如果接收信号为已调信号，接收设备要将已调信号还原成 基带信号，这一过程称为解调。
• 解调后的基带信号由输出变换器变换为原始的非电信号后 传给接收者，实现整个通信过程。