分享书籍：射频通信电路（附下载）

jack_are · 发表于 2022-8-5 10:11

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一、通信系统的组成
通常我们把信息从发送者传送到接收者的过程称为通信，而实现信息传输过程的系统称为通信系统。图 0.1 表示一个通信系统的基本组成。

在通信系统中，一-般要进行两种变换和反变换。在发送端，第一个变换是输人变换器，它把要传递的信息变换成电信号，该信号一般是低频的，而且包括零频附近的分量。通常称该电信号为基带信号（baseband），它可以是模拟信号，也可以是数字信号。第二种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，并送入信道。这种变换称之为调制。调制后的信号称为已调信号，或称为通带信号（passband），去调制的基带信号又可以称为调制信号。在接收端，接收机与发射机的功能相反，它从信道中选取欲接收的已调波并将其变换为基带信号，此变换称为解调。输出变换器将解调后的基带信号变换为相应的信息。
在无线通信中必须把基带信号变成射频已调信号的原因主要有两点。第-是为了有效地把信号用电磁波辐射出夫。为了有效的将信号的能量辐射到空间.必须要求天线的长度和信号的波长可比拟（例如至少十分之…）。而基带信号一般来说是频率比较低的信号，如话音的频率可以认为在 300Hz～3400Hz 范围内，如果直接辐射话音信号，这就要求天线长度达 300km 以上，这是不可能的。因此为了有效的辐射，发射信号的频率必须是高频。在发射机中由振荡器产生高频信号，称之为载波。但载波并不携带要发射的信息，将基带信号去控制高频载波的某一个参数使其携带了信息，该过程叫调制。
采用调制的第二个原因是为了有效的利用频带。一般要传送的基带信号的频率范围都差不多，比如广播电台要广播的音乐节目的频率范围大约集中在 100Hz～~10KHz，如果每个电台都直接发射这些信号，就会互相干扰，令接收机无法区分。只有将不同电台的节目调制到该电台对应的不同频率的载波上，变成中心频率不同的频带信号，接收机才能任意选择所需要的电台而抑制其余不需要的电台和干扰。
正弦载波有三个参数∶—一是幅度，二是频率，三是相位。用基带信号控制载波的幅度称为调幅;用基带信号控制载波的频率。称为调频;用基带信号控制载波的相位，称为调相。用模拟信号调制正弦载波称为模拟调制，用数字信号调制正弦载波称为数字调制。采用不同调制方式的通信系统的性能和技术难度都是不同的。
信道是传输媒介，分有线和无线两类。有线信道如电线、电缆、光纤和波导，无线信道即由射频电波传播的自由空间。适合射频电波传播的频段范围极为宽广，从几十千赫兹超长波到几十吉赫兹的毫米波，不同频段的射频电磁波在空间传播的方式和特性也都不相同。当今公众数字移动通信常用的两种制式 GSM 和 IS- 95 采用的频段都在 900OIMTHz，目前正在研发、即将推出的第一代数字移动通信都采用 2GHz 频段，无线局域网（WLAN）采用的是 2.4GHz，全球定位（GPS）系统采用 1.6GHz频段。

二、移动通信的射频设计
如果按照电路结构来划分，一个无线移动通信机又可以分为如图0.2 所示的射频级和基带级两大部分。基带级处理基带信号，射频级处理射频信号。
进一步把图 0.2 细化成典型的模拟通信的收、发射机或者数字通信的收、发射机（如图 0.3和图0.4 所示）。在图0.3 中，属于射频电路的是图中虚线框内的部分，在图 0.4 中射频部分是前端黑框外的部分，即射频部分完成的功能主要是调制、解调、功率放大，低噪声放大和频率变换。在发射机中，在调制后有时也采用上变频，将已调信号再搬移到所需的发射频道上功率放大器放大已调信号到一定的功率值，使其能够传输相当的阵离以便接收利接收。在接收机中.低噪声放大器在尽量少增加噪声功率的前提下，放大由天线接收到的高频微弱信号，使其能达到解调器所要求的电平。接收机中的下变频是将高频已调波的频谱转移到适合解调或进行模数变换的频段。