无线通信中射频收发机结构及应用

发射天线 功放
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1．1 无线收发信机射频前端功能和特性
发送过程大致如下。 (1)调制：即将基带信号调制到通信载波上，在某些特殊 应用领域还有一个对基带信号加密的步骤或其他步骤。 (2)中放变频：在这一步不但要对调制之后的信号进行放 大，还要将信号变频到实际通信的频段(频道)。 (3)功放：主要将发射信号的功率放大到满足通信(距离) 的要求。 (4)发射天线：将信号有效地发射出去，除了发送功率 (效率)之外，有时还有方向，以及电波传播方式的选择。
图1－2接收机结构图
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1．1 无线收发信机射频前端功能和特性
1．2射频电路在系统中的作用与地位 对于接收链路来说，从天线接收下来的射频信号，首先 经射频前端和其他模拟电路变换到低频的基带内，然后 经模数(A／D)转换器转换成数字信号，这些数字信号再 经后面的数字信号处理电路完成解码和其他运算后送给 相应的应用设备。
F
Hz
信
L
1-2GHz
低轨移动迪信、导航、气象和侦察
S
2-4GHz
数据中继、测控
C
4-7GHz
固定通信、广播电视
X
7-12GHz 军事通信、资源卫星等
Ku 12-18GHz 固定通信、移动通信、广播电视
K
18-27GHz 固定通信、移动通信
Ka 27-40GHz 固定通信、移动通信、卫星链路
EHF 2019/11/3 40-60GHz
1．1 无线收发信机射频前端功能和特性 1．2 射频电路在系统中的作用与地位 1．3 射频电路与微波电路和低频电路的关系 1．3．1 频段划分 1．3．2 电路的设计考虑 1．4 集成收发系统结构 1．5 典型应用的集成收发信机 1．5．1 GSM收发机 1．5．2 应用于无线局域网的收发机 1．5．3 应用于无线传感器网络的低功耗收发机 1．5．4 应用于WCDMA 1．6 无线通信及射频电路技术发展趋势 1．7 射频电路基础 1．7．1 频带宽度表示法
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一、课程内容简介(续)
射频微电子学
㈢主要参考书
⑴《射频通信电路》（第二版），陈邦媛著， 科学出版社，2006
⑵《CMOS射频集成电路设计 》Thomas H.Lee 著，余志平 周润德等译 ，2006年
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第1章 无线通信中射频收发机结构及应用
一、教学内容及时间安排
射频前 端
A/D和 D/A
数字 处理
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射频通信系统示意图
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1．1 无线收发信机射频前端功能和特性
射频前端指从天线到完成第一次频率变换所需要的电路，这些 电路对射频信号进行处理。然后在下变频器中经过与本地产生 的振荡信号进行混频，来将信号从射频载波变换到中频或者基 带。发送信号时，同接收信号相反，需要将中频或者基带信号 经上变频器变换到射频载波，经过功率放大器放大到一定的功 率，然后经过天线发送出去。
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1．1 无线收发信机射频前端功能和特性
对于发送系统硬件电路系统而言，最困难的部分就在于中放变
频和功放。中放变频的难点主要在于变频系统方案的设计，好
的系统方案设计可能产生的相关干扰较少，甚至还可能降低对 参与变频的本地振荡信号的要求。
基带信号 解调
中频变 频
低噪声放 大器
接收天线
射频微电子学
第一次课
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卫星通信系微波通信教研室
理工大学通信工程学院
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一、课程内容简介
㈠内容安排 第一单元 射频和无线技术简介 第二单元 射频设计的基本概念 第三单元 收发信机的组成及特点 第四单元 低噪声放大器及混频器 第五单元 振荡源 第六单元 频综器 第七单元 功率放大器
射频微电子学
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1．1 无线收发信机射频前端功能和特性
无线通信收发信机中存在两种变换。在发射端，第一 个变换是输入变换器，它把需要传递的信息变换成电 信号—基带信号；第二个变换是发射机将基带信号变 换成其频带适合在信道中有效传输的信号形式—已调 信号，这个过程称为调制。
基带信号 调制
中频变 频
固定通12信、军事通信
3．电磁频谱
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3．电磁频谱
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射频(Radio Frequency)/微波(Microwave) 无线电频谱中占据某一特殊频段的电磁波。
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3．电磁频谱
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1．3 射频电路与微波电路和低频电路的关系
收发 开关
低噪声 放大器
下变频器
基带处理 频率综合器 和媒体访
问控制
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功率放大器
上变频器
射频前端方框图 10
1．3 射频电路与微波电路和低频电路的关系
3、EFT的特性
电感负载开关系统断开时，会在断开点处产生瞬态骚（EFT)脉 冲组成。对110V／220V电源线的测量表明，这种脉冲群的幅值在 100V至数千伏之间，具体大小由开关触点的机电特性(如触点打开 的速度，触点断开时的耐压等)决定，脉冲重复频率在lkHz一1MHz。 对单个脉冲而言，其上升沿在纳秒级，脉冲持续期在几十纳秒至 数毫秒之间。
2学时 10学时 10学时 10学时
6学时 10学时 8学时
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一、课程内容简介
射频微电子学
㈡实施方法及考核 讲课、讨论、自学、习题、专题仿真与专题讨论 专题仿真： 低噪声放大器设计；锁相环频率合成器环路滤波器 的设计 专题讨论： 功率放大器线性化技术 考核：平时综合成绩占40%，考试成绩占60%
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1．3 射频电路与微波电路和低频电路的关系
卫星频率，是指卫星用频设备使用的频率：卫星频率是无线电频谱中的一部分，主要 使用V／UHF、L、S、C、X、Ku、K、Ka、EHF等频段。卫星常用频段如表2所示。
表2 卫星频率常用频段
频段 频率范围
主要应用
V/UH 100~1000M 低轨数据通信、遥测遥控、移动通
标准IEC61000－4－4(1995)《电快速瞬变脉冲群抗扰度试验》 来模拟电快速脉冲群对电气和电子设备的影响，与其对应的国标 是GB／T13926．4－92《工业过程测量和控制装置的电磁兼容性－ 电快速瞬变脉冲群要求》。
Leabharlann Baidu
空调、预付费电能表、火灾报警器、加油机控制器等产品都已
经201引9/11入/3 了此标准。