通信原理-发射机原理和射频指标
发射机原理
发射机原理发射机是指用于发射电磁波的设备，它是无线通信系统中至关重要的组成部分。
发射机的核心原理是将电能转化为电磁波能量，并将其传输到接收端。
在无线通信中，发射机的性能直接影响到通信质量和覆盖范围，因此了解发射机的原理对于无线通信工程师和爱好者来说至关重要。
发射机的原理主要包括以下几个方面，调制、功率放大、频率合成和天线辐射。
首先，调制是指将要传输的信息信号与载波信号进行叠加，以便在传输过程中能够正确还原原始信息。
调制技术有幅度调制、频率调制和相位调制等多种方式，不同的调制方式适用于不同的通信系统。
其次，功率放大是指将调制后的信号进行放大，以便能够覆盖更远的距离或穿透更多的障碍物。
功率放大器通常采用射频功率晶体管或管束管等器件，通过电源放大电路将输入的低功率信号放大到足够的功率水平。
接着，频率合成是指将调制后的信号转换到最终的工作频率。
频率合成器通常采用锁相环或直接数字频率合成技术，以确保发射机输出的信号频率稳定、准确。
最后，天线辐射是指将经过调制、功率放大和频率合成处理后的信号转化为电磁波，并通过天线辐射出去。
天线的设计和布置对于发射机的性能有着重要的影响，合理的天线设计能够提高天线的辐射效率和覆盖范围。
总的来说，发射机的原理是将调制后的信号经过功率放大、频率合成和天线辐射等过程，最终转化为电磁波并传输到接收端。
在实际的无线通信系统中，发射机的设计和调试需要综合考虑调制技术、功率放大器的选择和设计、频率合成技术以及天线的设计和布置等方面的因素。
除了以上提到的原理，发射机的稳定性、抗干扰能力、功耗和尺寸等也是需要考虑的重要因素。
随着无线通信技术的不断发展，发射机的原理和设计也在不断创新和改进，以满足不断增长的通信需求。
综上所述，了解发射机的原理对于从事无线通信系统设计和调试的工程师来说至关重要。
只有深入理解发射机的工作原理，才能更好地设计和优化无线通信系统，提高通信质量和覆盖范围，满足用户的通信需求。
(完整版)常用通信射频指标的意义
射频的原理方法与应用实例
射频的原理方法与应用实例1. 引言射频（Radio Frequency）是指频率范围在3kHz至300GHz之间的电磁波。
射频技术广泛应用于通信、无线电和雷达等领域。
本文将介绍射频的原理、方法和应用实例。
2. 射频的原理射频的原理是基于电磁波的传播和调制技术。
以下是射频的原理要点：•电磁波传播：射频使用的是无线电频率的电磁波，具有较长的波长。
这些电磁波可以通过空气、各种介质等媒介来传播。
•电磁波调制：射频信号可以经过调制来实现不同的功能。
常见的调制方式包括调频（FM）、调幅（AM）和调相（PM）。
•天线接收和发送：射频信号通过天线进行接收和发送。
天线是能够将电磁波转换为电信号，或将电信号转换为电磁波的设备。
3. 射频的方法射频的方法是指利用射频技术进行通信、测量和控制的方式。
以下是射频的常见方法：•射频通信：射频通信是利用射频信号进行无线传输的技术。
射频通信可以实现远距离通信、高速数据传输和多用户同时通信等功能。
•射频测量：射频测量是利用射频信号进行测量和分析的技术。
常见的射频测量包括功率测量、频率测量和谱分析等。
•射频控制：射频控制是利用射频信号进行遥控和调节的技术。
射频控制广泛用于无线电、雷达和卫星通信等领域。
4. 射频的应用实例射频技术在各个领域有广泛的应用。
以下是几个射频应用实例：•手机通信：射频技术是手机通信的核心技术。
手机通过射频信号与基站进行通信，实现无线语音通话和数据传输等功能。
•无线电广播：无线电广播是利用射频信号进行广播传输的技术。
通过调幅和调频等方式，将音频信号转换为射频信号进行广播。
•雷达系统：雷达系统利用射频信号进行目标探测和测量。
雷达系统可以在航空、航海、军事和气象等领域中起到关键作用。
•无线传感器网络：无线传感器网络利用射频信号进行数据传输和协调控制。
无线传感器网络可以应用于环境监测、智能家居和物联网等领域。
5. 总结射频是一种重要的通信和测量技术。
本文介绍了射频的原理、方法和应用实例。
射频发射和接收原理
射频发射和接收原理射频发射和接收是无线电通信中必不可少的环节，其设计和实现的关键在于理解射频信号的产生和组成以及传输和接受。
在现代通信中，射频信号可以是数字或模拟信号，其传输媒介可以是无线或有线媒介。
本文将介绍射频发射和接收原理的基本概念、组成和执行方式。
射频信号是指频率在无线电波段内的电磁波，这些信号可以轻松地穿过不同材料和物体，像建筑物和薄膜层。
射频信号进入要通信的电设备以后，需要转换成数字信号，以方便人类的理解和处理。
射频发射系统射频发射系统（RF transmitter system）的主要组成部分包括振荡器、调制器和功率放大器。
振荡器：振荡器（oscillator）是发射机中的基本发生器，用于产生射频信号。
振荡器的输入由基准信号源提供，其输出的频率和相位可以通过调整物理器件的参数来实现，例如电容、电感、晶体管和螺旋通道。
一种重要的振荡器类型是谐振振荡器，该振荡器利用固定电感和电容构成的基本谐振电路，以产生稳定的信号。
调制器：调制器（modulator）将声音信号或其他信息信号转换成射频信号的调制信号。
常用的调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。
调制过程是通过改变载波信号的某些特性，例如振幅、频率或相位，来携带原始信号信息。
功率放大器：功率放大器（power amplifier）用于加强射频信号，使其能够克服传输距离的损耗和传输介质的噪音。
典型的功率放大器包括二极管放大器、场效应管放大器和恒温极端放大器。
功率放大器还可以在信号输出之前进行滤波，以去除截止频带外的噪音。
天线：天线（antenna）用于接收到达的射频信号，并将其传输到接收器中。
天线的类型和特性取决于其使用情况和工作频率。
典型的天线类型包括全向天线、末级直线天线、方向图可变天线和结构化广播天线。
射频前置放大器：射频前置放大器（RF Pre-Amplifier）主要用于增强输入信号，并提高系统灵敏度。
通常，在混频器之前的信号源之后添加一个RF前置放大器。
地球站射频系统的基本原理及技术指标
卫星地球站目前常用的高“功放”主要有两种：一是早期的大功率高“功放”(HPA)，如美国VARIAN公司生产的VZJ－2700M速调管高功率放大器；二是全固态高功率放大器(SSPA),如美国生产的HPAC-125-RM固态高“功放”。
（1）VZJ-2700M是一个C波段高功率速调管放大器，其发射频率范围5.85~6.45 GHz，输出功率为3 kW，主要组成部分包括：由集成固态放大器速调管放大和输出波导装置组成的射频放大器链路、可调节的功率电源装置和控制/监测/保护系统，如图3所示。
输出电平：+9 dBm （在1 dB压缩点）
互调：-38 dBc，0 dBm输出（双载波）
杂散：-65 dBc，0 dB输出
AM/PM：0.1°/dB，-5 dBm输出
（3）输入/输出特性
增益：（35±1）dB
相位噪声：10 Hz，-59 dB ；100 Hz，-69 dB；1 kHz，-79 dB；10 kHz，-89 dB；100 kHz，-99 dB；1 MHz，-109 dB
1?2 高“功放”
高“功放”的作用是将上变频器输出的射频放大信号送入卫星上行发射天线，然后发射至卫星转发器。其发射信号电平由卫星公司统一标定，高“功放”的选择对卫星地球站的技术指标、可靠性、造价及维护费用等有重要影响。
速调管型号为VA-936R12，可在5.85~6.45 GHz频率范围内预置12个标准频道，额定功率输出3.35 kW，1 dB带宽45 MHz,功率增益40 dB（最小）。VA-93R12属五腔内腔式速调管，腔体及调谐机构是管子的一部分，其调谐机械结构相当精密，共有12组调谐螺钉，因速调管有5个谐振腔，故每组调谐螺钉共有5颗，每一颗螺钉对应一个谐振腔，每一组5颗调谐螺钉的不同位置对应一个预置频道。
射频通信技术原理
射频通信技术原理嘿，你有没有想过，咱们每天用的手机、收音机，那些能让我们远距离通讯、收听广播的神奇功能背后，到底藏着什么样的秘密呢？今天呀，我就来给你讲讲这个超酷的射频通信技术原理。
我有个朋友叫小李，有一次他特别好奇地问我：“这射频通信，听起来就很神秘，到底是怎么把信息从一个地方送到另一个地方的呢？”我当时就笑了，说：“这就像是一场超级隐秘的快递游戏。
”射频信号就好比是一个个小快递员，它们带着我们要传递的信息，在空气中跑来跑去。
那射频到底是啥呢？简单来说，射频就是可以辐射到空间的高频交变磁场。
想象一下，就像大海里的波浪一样，一波一波地向远处传播。
射频信号的频率可是相当高的，高到什么程度呢？比咱们平常听到的声音频率高太多太多了。
这射频信号就像是一群精力超级充沛的小精灵，它们在空气中快速地振动着，传播着信息。
在射频通信里，有个特别重要的东西叫发射机。
这发射机就像是一个信息的大工厂。
我给小李打了个比方，我说：“你看啊，这个发射机就像是一个超级厨师，信息就是食材。
”发射机把我们想要传递的信息，比如说声音或者数据，进行加工处理。
怎么加工呢？它会把这些信息放到射频信号这个特殊的‘盘子’里。
就像厨师把食材精心烹饪后放在漂亮的盘子里一样。
这个过程可复杂啦，要对信息进行调制。
调制就像是给信息穿上一件特别的外衣，让它能更好地在射频这个‘世界’里传播。
那另一边呢，有个接收机。
接收机就像是一个专门等待快递的小仓库。
当射频信号这个小快递员带着穿上外衣的信息来到接收机这里的时候，接收机就开始工作了。
它要把信息从射频信号里提取出来，这就像是把货物从快递包裹里拿出来一样。
这个过程叫解调。
我跟小李说：“你看，要是没有接收机这个小仓库，那些信息就只能在空气中瞎晃悠，永远到不了目的地。
”射频通信技术里还有个很关键的部分就是天线。
天线就像是射频信号的发射塔和接收塔。
我对小李说：“你可以把天线想象成是一座桥梁，射频信号就从这座桥上出发或者到达。
手机射频RF指标的定义和要求
射频(RF)指标的定义和要求1 接收灵敏度（Rx sensitivity）(1)定义接收灵敏度是指收信机在满足一定的误码率性能条件下收信机输入端需输入的最小信号电平。
衡量收信机误码性能主要有帧删除率(FER)、残余误比特率(RBER)和误比特率(BER)三个参数。
这里只介绍用残余误比特率(RBER)来测量接收灵敏度。
残余误比特率(RBER)的定义为接收到的错误比特与所有发送的的数据比特之比。
(2)技术要求●对于GSM900MHz频段接收灵敏度要求：当RF输入电平为一102dBm时，RBER不超过2％。
测量时可测试实际灵敏度指标。
根据多款移动电话的测试结果来看：当RBER＝2％时，若RF输入电平为-l09一l07dBm，则接收灵敏度为优；若RF输入电平为-l07一l05dBm，则接收灵敏度为良好；若RF输入电平为-105一l02dBm，则接收灵敏度为一般；若RF输入电平＞-l02dBm，则接收灵敏度为不合格。
●对于DCSl800MHz频段接收灵敏度要求：当RF输入电平为-l00dBm，RBER不超过2％。
测量时可测试实际灵敏度指标。
根据多款移动电话的测试结果来看：当RBER＝2％时，若RF输入电平为一l08一-105dBm，则接收灵敏度为优；若RF输入电平为一105-- -l03dBm，则接收灵敏度为良好；若RF输入电平为-l03一 -100dBm，则接收灵敏度为一般；若RF输入电平为＞-l00 dB mm，则接收灵敏度为不合格。
2频率误差Fe、相位误差峰值Pepeak、相位误差有效值PeRMS(1)定义测量发射信号的频率和相位误差是检验发信机调制信号的质量。
GSM调制方案是高斯最小移频键控(GMSK)，归一化带宽为BT＝0．3。
发射信号的相位误差定义为：发信机发射信号的相位与理论上最好信号的相位之差。
理论上的相位轨迹可根据一个己知的伪随机比特流通过GMSK脉冲成形滤波器得到。
频率误差定义为考虑了调制和相位误差的影响以后，发射信号的频率与该绝对射频频道号(ARFCH)对应的标称频率之间的差。
通信设备的射频和天线原理
通信设备的射频和天线原理射频（Radio Frequency）是指在无线电通信中使用的频率范围，常用于无线电广播、移动通信和卫星通信等领域。
而天线则是将射频信号转换为电磁波并发送或接收的装置。
本文将详细介绍通信设备的射频和天线原理，包括射频信号的特性、天线的种类和工作原理、以及射频和天线在通信设备中的应用等。
一、射频信号的特性1. 频率范围：射频信号通常指100 kHz到100 GHz范围内的电磁波信号。
2. 调制方式：射频信号可以通过调幅、调频、调相等方式进行信息传输。
3. 传输特性：射频信号在空气中传播时会受到衰减、散射等影响，传输距离有限，因此需要配备天线进行发送和接收。
二、天线的种类和工作原理1. 高频天线：适用于频率在3 MHz至30 GHz范围内的通信，包括折射天线、微带天线等。
2. 超高频天线：适用于频率在300 MHz至3 GHz范围内的通信，包括对数周期天线、塔罗天线等。
3. 毫米波天线：适用于频率在30 GHz至300 GHz范围内的通信，包括方向性缝隙天线、平板天线等。
4. 天线原理：天线通常由导体材料制成，其工作原理基于电磁场的辐射和接收。
发送信号时，电流在天线上产生电磁场，将电信号转换为电磁波并发送出去；接收信号时，电磁波会激励天线上的电流，将电磁波转换为电信号并传输给接收设备。
三、射频和天线在通信设备中的应用1. 无线通信：手机、无线局域网、蓝牙等无线通信设备都需要使用射频和天线来发送和接收信号。
2. 卫星通信：卫星通信系统中的卫星和地面站都需要使用天线进行信号的发送和接收。
3. 电视和广播：电视和广播信号的传输和接收都离不开天线，并且需要根据信号的频率范围选择合适的天线。
4. 导航系统：GPS、北斗等卫星导航系统都需要使用射频和天线来接收导航信号。
5. 雷达系统：雷达系统通过射频和天线发射和接收电磁波来进行目标探测和跟踪。
以上就是通信设备的射频和天线原理的详细内容和步骤。
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交织
104Kbps
260bit， 13Kbps
456bit， 22.8Kbps
突发 序列
射频 发射 前端
1） 原理：
• 在陆地移动通信这种变参信道上（瑞利衰落），比特差错经常是 成串发生的。然而，信道编码仅在检测和校正单个差错和不太长的差 错串时才有效——随机错误。 • 为了解决这一问题，就要把一条消息中的相继比特分散开，即一 条消息中的相继比特以非相继方式被发送。这样，在传输过程中即使
（1）首先对它进行内部交织，即将456个比特分成8帧，每帧57比特；
（2）然后将一组57比特与下20ms的一组57比特，两两进行块状交织。
（3）将数据话音比特组成突发帧，以业务信道(TCH)传输中所用的普通突 发帧为例——156.25比特：
• 这样一个20ms的话音8帧分别插入8个不同普通突发脉冲序列中，然 后一个一个突发脉冲序列发送，这样即使在传输中丢失一个脉冲串，只 影响每一话音比特数的12.5％，而这能通过信道编码加以校正。
2）实现方法——规则脉冲激励＋长期预测编码(RPE-LTP) 以20ms为为一帧，进行语音压缩编码，输出260bits。比特
率降为13Kbit/s。
• 根据重要性不同，输出的260 比特分成182bits和78bits两类。 较重要的182bits又可以进一步细 分出50个最重要的比特（如右图）； • 与传统的PCM线路上语声的直 接编码传输相比，GSM的13Kbps 的话音速率要低得多。
输入
189bits—>378bits,k=1/2的卷积编码
输出 （3）由上知，经信道编码每20ms输出456bits，码率变为22.8Kbit/s。
采用“两次”编码的好处是： 在有差错时，便于校正(利用卷积编码特性)和检测(利用分组编码特性)。
4. 交织：
话音 拾取
基带信号处理
语音 编码
信道 编码
• 二次交织经得住丧失一整个突发脉冲串的打击，但增加了系统时延。
5. 突发序列的建立：
话音 信号
话音 拾取
基带信号处理
语音 编码
信道 编码
交织
104Kbps
260bit， 13Kbps
456bit， 22.8Kbps
突发
射频
序列
前端
156.25bit， 270.833Kbps
发射
1） 原理：
• GSM系统采用TDMA与FDMA的方式进行多路复用传输。
• 帧传输时需要等待自身发送时隙（TIME SLOT）的到来。
（1）TDMA和FDMA系统：
FDMA
TDMA
• 相邻两频道间隔为200kHz，每个频道采用时分多址接入（TDMA）方式， 分为8个时隙，即8个信道（全速率）； • 基波为突发帧形式，每突发帧的周期为4.615ms，频率即为217hz； • 每帧持续时间为4.615/8=577us，即一个time slot。则数据的比特率为：
3. 信道编码：Βιβλιοθήκη 话音 信号话音 拾取
基带信号处理
语音 编码
信道 编码
交织
104Kbps
260bit， 13Kbps
456bit， 22.8Kbps
突发 序列
射频 发射 前端
1）原理 • 为了提高系统的可靠性，现代数字通信系统往往采用信道编译 码技术——差错控制编码。
• 在信息序列上附加上一些监督码元；
通信原理与GSM手机终端系统
9. 2019
• 目的：
• 考虑到我们日常工作中会遇到一些模糊不清的概念，
如什么是恒包络调制、GMSK频偏为什么为1/4数据速率 等等问题。 • 本次讲座基于我们熟悉的GSM移动终端系统，对整个 通信系统的架构进行一个总体介绍。 • 对哪些部分有兴趣和问题，再以专题形式进行深入 探讨。 • 在报告最后，会给出《通信原理》课程的学习提纲， 便于日后探讨。
话音信号通过模/数转换器，将模拟的话音电信号转换为数字语音信号： 经过8KHz抽样，量化值为13bit，相当于每125us输出13bit的码流，比特率 为13×8KHz=104Kbit/s；
2. 信源编码——语音压缩编码
1）原理
• 为了提高系统的有效性，现代数字通信系统往往采用话音压缩编码 技术。它利用语声编码器为人体喉咙所发出的音调和噪声，以及人的口 和舌的声学滤波效应建立模型，这些经滤波后的压缩数据将通过TCH （业务信道）信道进行传送。
语音 编码
信道 编码
Baseband
交织
调制
同步
前端 处理
发射
RF
无线 传输
话音 信号
话音 还原
语音 解码
信道 译码
Baseband
解交织
解调
前端 处理
接收
RF
• 移动终端，主要分为baseband基带信号处理和RF射频信号处理两
大部分。可完成话音编解码、信道编解码、信息的调制解调、信息发 射和接收。 • 除信道译码外，接收基本上为发射的反过程。我们下面着重对信 号的发射过程进行介绍。
• 使原来不规律的或规律性不强的原始数字信号变为有规律的数字信号； • 译码利用此规律性来检错及纠错。
• 差错控制编码主要分为：分组码和卷积码
2） 实现方法：
GSM系统中，既有分组编码也有卷积编码，采用了两次编码： （1）对上述的50个very important bits加上3个奇偶检验比特——分组 编码 （2）这53个比特同132个重要比特与4个尾比特一起卷积编码，比率1： 2，因而得378个比特，另外78个比特不予保护。
通信的定义：
传输信息 ——将信息从发端迅速准确地传递到收端。
基础——信号与系统及信息论：
• 什么是信息，如何用数学方式进行表示、变换？
通信原理的研究内容：
• 怎么进行变换才能达到迅速准确？——如何构建通信系统
下面以GSM手机系统为例对通信系统的构建进行简介。
移动终端系统框图：
话音 信号
话音 拾取
• 基带处理部分(了解） • 射频处理部分（重点）
1. 话音拾取：
话音 信号
话音 拾取
基带信号处理
语音 编码
信道 编码
交织
突发 序列
射频 发射 前端
104Kbps
1） 原理：
此过程可参看PCM编码的例子： PCM
2） 实现方法：
分为送话器电路与模/数转换器两部分 （1）送话器电路：
该电路将模拟的声音信号转换为模拟的话音电信号，并通过一个话音 频带形成电路,取300～3400Hz的信号送到模/数转换器； （2）模/数转换器：
发生了成串差错，恢复成一条相继比特串的消息时，差错也就变成单 个(或长度很短)，这时再用信道编码纠错功能纠正差错，恢复原消 息。——将突发错误转化为随机错误。 • 这种方法就是交织技术。
2） 实现方法：
在GSM系统中，信道编码后进行交织，交织分为两次，第一次交织为内 部交织，第二次交织为块间交织。