无线通信收发机结构

“镜频干扰”的产生
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§1.2 无线通信接收机结构
3.接收机的中频选择 增大中频频率，可以更加有效地衰减镜像频率信号。因
此，超外差接收机的一个重要问题是如何选择合适的中频频 率。由镜像原理可知，高的中频使镜像频率远离有用信号， 利于抑制频率干扰和提高输出中频信噪比。但高中频使具有 相同Q值的中频滤波器的绝对带宽变大，必然会降低相邻信 道的抑制能力。但是接收机选择有用信道而抑制邻道干扰主 要是依靠信道选择滤波器，因此高的中频降低了接收机的信 道选择性。因此，中频的选择考虑的是“灵敏度”和“选择
第1章 无线通信收发机结构
教学 重点
本章在介绍无线通信收发机低噪声放大微弱的接收信号、 输出足够的发射功率、搬移信号的频谱、调制各种载波等 主要 功能和收发机的主要性能指标的基础上，阐述超外差 式 、零中频、低中频、数字中频等接收机的结构和特点， 最后介绍了集成收发机的发展趋势。
教学 要重求点
掌握：超外差式、零中频、低中频、数字中频等接收机的 结构和特点。
超外差接收机射频部分的结构框图
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§1.2 无线通信接收机结构
2.超外差接收机的干扰分析 （1）组合频率干扰
在通信射频电路中，通常是产生频率容易，抑制不需要 的频率难。由于下变频器的非线性效应，产生众多组合干扰 频率，通常把这些组合频率引起的干扰称为寄生通道干扰， 如下图所示：
组合频率引起的寄生通道干扰
§1.1 概述
收发机由发射机和接收机组成。设计一个收发机，首先不仅要 考虑频谱、灵敏度、选择性、功率、效率等性能指标，还要考虑 功耗、成本及电路复杂度等因素，再决定选用哪种结构。 （1）发射机
发射机射频部分的功能是完成基带信号对中频载波的调制，将 其上变频至特定的RF频段，对已调制的RF信号放大，以足够的 功率馈入天线，经天线有效的发射出去。其结构如下图：
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§1.2 无线通信接收机结构
1.2.4 低中频接收机结构 低中频接收机是从零中频接收机发展而来的，其结构如
图所示：
低中频接收机结构
低中频接收机通过正交下变频器来抑制镜像信号，但与 零中频接收机不同的是，下变频后的信号处于比较低的中频 由于下变频后的信号不再处于基带，这样就消除了直流失调 和散射噪声的影响。
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§1.2 无线通信接收机结构
1.2.2 超外差式接收机 1917年，阿姆斯特朗发明了超外差式接收机，如今这种
经典的接收机结构仍广泛的应用在各种无线通信系统中。 1.超外差接收机的基本结构
工作过程：从天线接收的信号经过射频带通滤波器，滤 去带外干扰并压缩镜像信号后，经低噪声放大器线性放大后 与本地振荡信号进行混频，下变频为一固定中频信号，再通 滤波、中频放大后提取出有用信号进行解调。结构如下：
了解： 典型应用的集成收发机、集成收发机的发展趋势。 熟悉：发射机的主要结构、收发机的主要性能指标、集成
收发系统结构。
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本章目录
❖第一节 概述 ❖第二节 无线通信接收机结构 ❖第三节 无线通信发射机 ❖第四节 集成收发系统结构 ❖第五节 典型应用的集成收发机 ❖第六节 集成收发机的发展趋势
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知识结构
概述
接收机的性能指标 超外差式接收机
无线通信接收机结构
直接下变频接收机 低中频接收机结构
无
线
通
信
收
无线通信发射机
发
机
结 构
集成收发系统结构
镜频抑制接收机 数字中频接收机 发射机的主要性能指标 发射机的主要结构
GSM收发机
典型应用的集成收发机
应用于无线局域网的收发机
集成收发机的发展趋势
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应用于无线传感器网络的低功耗收发机
性”这 一矛盾的折中。中频值的选择主要根据接收机对镜像干扰的 抑制要求和滤波器的可实现性。
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§Leabharlann Baidu.2 无线通信接收机结构
4.二次变频超外差接收机 中频选择中遇到的“灵敏度”和“选择性”的矛盾，催生 了二
次变频超外差接收机的出现，结构如图所示：
二次变频超外差接收机结构框图
二次变频超外差接收机的优点是电路结构形式简单、性能 稳定，缺点是需要较多的分立元件，并且需要很多高频滤波器 进行阻抗匹配。另外，由于采用了多次混频，系统内的频率成 分较多，需要仔细制定整个接收机系统内部的频率规划。
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§1.2 无线通信接收机结构
1.2.5 镜频抑制接收机 为了解决镜像抑制滤波器难以集成的问题，Hartley和
Weaver提出了镜像抑制接收机。在完全理想的情况下，这 两
种接收机结构可完全消除镜频干扰，它们结构如图所示：
Hartley结构镜频抑制接收机
Weaver结构镜频抑制接收机
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§1.2 无线通信接收机结构
1.2.3 直接下变频接收机 直接下变频接收机也称为零中频接收机，其特点是让本
振频率等于载频，则载频为零，于是不存在镜像频率，自然 就不会有镜像频率干扰，其结构如图所示：
直接下变频方案的原理框图
该结构消除了镜像干扰问题，正交下变频产生I和Q信号， 以便对信号进一步处理。零中频接收机结构简单、面积小功耗 低，故易于单片集成。
发射机前端的框图
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§1.1 概述
（2）接收机 接收机从空间中接收到微弱信号，通过射频滤波器从众 多的电波中选出有用信号，并经过低噪声放大到解调器所 要求的电平值后，再由解调器解调，将频带信号变为基带 信号，其结构如下图所示：
接收机射频前端框图
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§1.2 无线通信接收机结构
1.2.1 接收机的性能指标 接收机完成的主要功能是选出从天线接收的有用信号，下
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§1.2 无线通信接收机结构
（2）镜像频率干扰 有用的射频信号和镜像频率信号经过下变频后，频谱交
叠在一起，无法用中频滤波器将干扰信号的频率滤除，这样 会降低中频输出的信噪比。从镜像干扰产生的机理可知，消 除镜频干扰最简单的办法就是阻止镜像频率信号进入下变频 器，而完成这个功能的器件是下变频器前的频带选择滤波器。 镜像干扰的产生如下图所示：
变频放大到基带后由解调器解调，实现频带信号到基带信号的 转换。接收机的结构有三类：超外差结构；直接下变频结构， 也称为零中频结构；低中频结构。
接收机的主要性能指标有：（1）高增益；（2）频率选择 性；（3）隔离度；（4）灵敏度；（5）阻塞和杂散响应抑制 ；（6）互调分量抑制；（7）邻道干扰抑制；（8）杂散辐射 抑制。