高频电子线路绪论
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高频电子线路(张肃文)绪论
课程实践性强
27
数字通信系统
传输数字信号的通信系统即数字通信系统，原理框图如图
模拟信号经信源编码和信道编码变成数字基带信号，发射机
将基带信号调制到高频载波上经信道传输到接收端，接收机
还原出数字基带信号，经信道解码和信源解码还原出模拟基
带信号。用数字基带信号对高频正弦载波进行的调制称数字
调制。根据基带信号控制载波的参数不同，数字调制通常分
用基带信号去改变高频载波信号的频率，则称
为频率调制，简称调频，用符号FM表示。
用基带信号去改变高频载波信号的相位，则称
为相位调制，简称调相，用符号PM表示。
13
接收设备
接收设备的作用：
接收传送过来的信号，并进行处理，以恢复 发送端的基带信号。
对接收设备的要求：
由于信号在传输和恢复的过程中存在着干扰 和失真，接收设备要尽量减少这种失真。
高频电子线路
High-Frequency Electronic Circuits
太原理工大学信息工程学院信息与通信工程系
1
课程基本情况
课程名称：高频电子线路/非线性电子线路 学 时：64 (56+8) 先修课程：电路基础 信号与系统
模拟电子电路（低频电子线路） 后修课程：通信原理 微波技术
2
1.1 无线电通信发展简史 1.2 无线电信号传输原理
36
•
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20.10.2220.10.22Thursday, October 22, 2020
•
人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。05:43:0205:43:0205:4310/22/2020 5:43:02 AM
•
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.10.2205:43:0205:43Oc t-2022- Oct-20
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数字通信系统
传输数字信号的通信系统即数字通信系统，原理框图如图
模拟信号经信源编码和信道编码变成数字基带信号，发射机
将基带信号调制到高频载波上经信道传输到接收端，接收机
还原出数字基带信号，经信道解码和信源解码还原出模拟基
带信号。用数字基带信号对高频正弦载波进行的调制称数字
调制。根据基带信号控制载波的参数不同，数字调制通常分
用基带信号去改变高频载波信号的频率，则称
为频率调制，简称调频，用符号FM表示。
用基带信号去改变高频载波信号的相位，则称
为相位调制，简称调相，用符号PM表示。
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接收设备
接收设备的作用：
接收传送过来的信号，并进行处理，以恢复 发送端的基带信号。
对接收设备的要求：
由于信号在传输和恢复的过程中存在着干扰 和失真，接收设备要尽量减少这种失真。
高频电子线路
High-Frequency Electronic Circuits
太原理工大学信息工程学院信息与通信工程系
1
课程基本情况
课程名称：高频电子线路/非线性电子线路 学 时：64 (56+8) 先修课程：电路基础 信号与系统
模拟电子电路（低频电子线路） 后修课程：通信原理 微波技术
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1.1 无线电通信发展简史 1.2 无线电信号传输原理
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树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20.10.2220.10.22Thursday, October 22, 2020
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人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。05:43:0205:43:0205:4310/22/2020 5:43:02 AM
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安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.10.2205:43:0205:43Oc t-2022- Oct-20
高频电子电路-绪论.ppt
超外差式接收机方框图
信号流程说明： 优点：
可将中频放大器制成固定工作频率的高增益放大器。 选择性好，增益高，稳定。
数字通信系统组成方框图
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对于数字通信系统来说，除了包含图中 的各个功能模块以外，还要有同步系统，用 于建立系统的收、发两端相对一致的时间对 应关系，即通过在收端确立每一位码的起止 时刻，确定接收码组与发送码组之间的对应 关系，从而正确恢复发端的信息。
反馈控制电路：自动增益控制、自动频率控制、锁 相环。
无线通信系统的类型
按照无线通信系统中关键部分的不同特性, 有以下 一些类型:
（1） 按照工作频段或传输手段分类, 有中波通信、 短波通信、 超短波通信、 微波通信和卫星通信等。 所谓工作频率, 主要指发射与接收的射频（RF）频 率。 射频实际上就是“高频”的广义语, 它是指适 合无线电发射和传播的频率。 无线通信的一个发展 方向就是开辟更高的频段。
频谱特性包含幅频特性和相频特性两部分, 它们分别反映信号中各个频率分量的振幅和相位 的分布情况。
任何信号都会占据一定的带宽。 从频谱特性 上看, 带宽就是信号能量主要部分（一般为90%以 上）所占据的频率范围或频带宽度。
3.
任何信号都具有一定的频率或波长。 我们这里 所讲的频率特性就是无线电信号的频率或波长。 电 磁波辐射的波谱很宽, 如图 1 — 4 所示。
根据载波受调制参数的不同, 调制分为三种基 本方式, 它们是振幅调制（调幅）、 频率调制（调 频）、 相位调制（调相）, 分别用AM、 FM、 PM 表示， 还可以有组合调制方式。
典型模拟通信系统
调制：将携带信号的低频电信号（基带信号、低频信号，调制信 号）要“将装无载线”电到信高号频有振效荡地信发号射（出载去频，信号）上，生成已调信号。 使用天调线制的、长解度调同必的一须部数和分量电原级信因。号：的波长为
第一章绪论_高频电子线路
电波从发射天线发出，沿直线传播到接收天线，如图所示。
适合频率f： 30MHz以上
(波长λ为10m以下) 的超短波。
■ 特点：这种传播的距离只限制在视距范围内 （也叫视距传播） 增高天线可以提高直线传播 的距离。
高频电子线路
通信卫星
高频电子线路
四、总结
1. 决定无线电波传播方式的关键是无线电信号的频 率（波长）； 2. 长波信号以地波传播为主； 3. 中波和短波信号可以用地波和天波两种方式传播， 而中波以地波为主，短波以天波为主； 4. 频率较高的超短波及其更高频率的无线电波，主 要沿空间直射传播。
低频电 压放大
低频功 率放大
本机 振荡
fL
超外差式用混频、本机振荡器、中频放 大器代替了直接放大式的高频放大器。
高频电子线路
2. 混频器的作用
高频电子线路
3. 混频（变频）的原因
直接放大式接收机中，要求高频放大器带宽较宽（如中波调幅广播 535Hz~1605kHz），而放大器难以做到在整个带宽内放大效果均 理想；中频放大器的中心频率fI不变，故整个接受范围内，效果均 比较理想。 当放大倍数要求高时，需要多级放大器，但直接放大式接收机中多 级串联会影响带宽。
高频电子线路
第一节 高频电子线路课程中的基础知识
三、研究对象 通信系统中的发送设备和接收设备的各种高频功能电路 的功能、原理和基本组成。
四、研究范畴 1. 频率范围：本课程所讨论的频率范围是几百KHz ～几百MHz 2. 工作任务：能够完成的信号传一节 高频电子线路课程中的基础知识
五、研究意义
1.
高频电子线路是现代通信设备中的重要组成部分
1887年，德国科学家赫兹证明了无线电波的存在； 1895年，意大利马可尼完成了30米的无线电通信试验； 1920年，美国第一个商业广播电台开始播音； 1930年，英国实现了电视图像和声音同时发播； 1980年，无线电话； 1990年，GPS； 当今，移动通信、无线局域网、无线通信、射频标签等渗透 到生活的方方面面，成为不可或缺的工具。
适合频率f： 30MHz以上
(波长λ为10m以下) 的超短波。
■ 特点：这种传播的距离只限制在视距范围内 （也叫视距传播） 增高天线可以提高直线传播 的距离。
高频电子线路
通信卫星
高频电子线路
四、总结
1. 决定无线电波传播方式的关键是无线电信号的频 率（波长）； 2. 长波信号以地波传播为主； 3. 中波和短波信号可以用地波和天波两种方式传播， 而中波以地波为主，短波以天波为主； 4. 频率较高的超短波及其更高频率的无线电波，主 要沿空间直射传播。
低频电 压放大
低频功 率放大
本机 振荡
fL
超外差式用混频、本机振荡器、中频放 大器代替了直接放大式的高频放大器。
高频电子线路
2. 混频器的作用
高频电子线路
3. 混频（变频）的原因
直接放大式接收机中，要求高频放大器带宽较宽（如中波调幅广播 535Hz~1605kHz），而放大器难以做到在整个带宽内放大效果均 理想；中频放大器的中心频率fI不变，故整个接受范围内，效果均 比较理想。 当放大倍数要求高时，需要多级放大器，但直接放大式接收机中多 级串联会影响带宽。
高频电子线路
第一节 高频电子线路课程中的基础知识
三、研究对象 通信系统中的发送设备和接收设备的各种高频功能电路 的功能、原理和基本组成。
四、研究范畴 1. 频率范围：本课程所讨论的频率范围是几百KHz ～几百MHz 2. 工作任务：能够完成的信号传一节 高频电子线路课程中的基础知识
五、研究意义
1.
高频电子线路是现代通信设备中的重要组成部分
1887年，德国科学家赫兹证明了无线电波的存在； 1895年，意大利马可尼完成了30米的无线电通信试验； 1920年，美国第一个商业广播电台开始播音； 1930年，英国实现了电视图像和声音同时发播； 1980年，无线电话； 1990年，GPS； 当今，移动通信、无线局域网、无线通信、射频标签等渗透 到生活的方方面面，成为不可或缺的工具。
高频电子线路 绪论
绪论所谓“高频”，广义上讲就是适于无线电传播的无线电频率，通常又称“射频”。
高频电子电路的主要内容◆信号的产生：振荡器◆信号的放大：高频小信号放大器、高频功率放大器◆信号的变换：倍频器、变频器、调制器（调幅、调频、调相）、解调器（检波、鉴频、鉴相）调制信号：需要传输的信号（原始信号）载波信号：（等幅）高频振荡信号已调信号（已调波）：经过调制后的高频信号（射频信号）振幅调制：由调制信号去控制载波振幅，使已调信号的振幅随调制信号线性变化。
频率调制：调制信号控制载波频率，使已调波的频率随调制信号线性变化。
相位调制：调制信号控制载波相位，使已调波的相位随调制信号线变化。
高频电子线路：工作频率在300k～300MHz的高频范围。
（张肃文）非线性电子线路：有源器件工作在非线性状态的电子线路。
（谢嘉奎）通信电子电路：通信设备中的高频功能电路。
（清华）归纳：通信设备中的300k～300MHz的高频功能电路。
振幅检波：振幅调制的逆过程；鉴频：调频的逆过程；鉴相：调相的逆过程。
1.1 无线通信发展简史信息传输是人类社会生活的重要内容。
从古代的烽火到近代的旗语。
――――1837年莫尔斯发明了电报――――1876年贝尔发明了电话。
电报、电话部是沿导线传送信号的。
后来就出现在空间传送信号，这就是无线电通信。
莫尔斯发明电报时，创造了莫尔斯电码。
在这种代码系统中，用点、划、空的适当组合来代表字母和数字。
这可以说是“数字通信”的雏形。
现代数字通信就是用0，1的组合来传输信息的。
1864年英国物理学家麦克斯韦发表了论文“电磁场的动力理论”，从理论上证明电磁波的存在。
1887年德国物理学家赫兹以卓越的实验技巧证实了电磁波是客观存在的。
1901年马可尼首次完成了横渡大西洋的通信，无线电通信进入了实用阶段。
★1904年，弗菜明发明电子二极管之后，才开始进入无线电电子学时代。
★1907年李·德·福雷斯特发明了电子三极管。
[高频电子线路].曾兴雯第1章绪论
![[高频电子线路].曾兴雯第1章绪论](https://img.taocdn.com/s3/m/4f76195327284b73f2425088.png)
第1章 绪论
3. 频率特性 任何信号都具有一定的频率或波长。我们这里所讲的 频率特性就是无线电信号的频率或波长。电磁波辐射的波 谱很宽，如图 1-6 所示。
第1章 绪论
图 1-6 电磁波波谱
第1章 绪论
无线电波只是一种波长比较长的电磁波，占据的频率范
围很广。在自由空间中，波长与频率存在以下关系:
第1章 绪论
高频电子线路
学时：48+8
第1章 绪论
《高频电子线路》课程的重要性——专业基础课，承前启后 高等数学 电路分析 模电 信号与系统
高频电子线路 通信原理
第1章 绪论
电子线路的分类
工作频率：低频电子线路、高频电子线路、微波电子线路 流通的信号形式：模拟电子线路、数字电子线路 集成度的高低：分立电路和集成电路。 包含的元件性质：线性电子线路和非线性电子线路。
不同的调制信号和不同的调制方式，其调制特性不同。 调制的逆过程称为解调（Demodulation）或检波，其作用是将 已调信号中的原调制信号恢复出来。
第1章 绪论
接收机的结构：
（1）超外差：在接收过程中，将射频输入信号与本地振荡器产生的 信号混频，由混频器后的中频滤波器选出射频信号与本振信号频率 两者的和频或差频。
第1章 绪论
思考题
课后1-1,1-3,1-6
第1章 绪论
应当指出，实际的通信设备比上面所举例子要复杂 得多。比如发射机的振荡器和接收机的本地振荡器就可 以用更复杂的组件——频率合成器(FS)来代替，它可以 产生大量所需频率的信号。
第1章 绪论
在无线通信系统中通常需要某些反馈控制电路，这些反馈控 制电路主要是自动增益控制(AGC) ，自动频率控制(AFC)电路和 自动相位控制(APC)电路(也称锁相环PLL)。此外，还要考虑高频 电路中所用的元件、器件和组件，以及信道或接收机中的干扰与 噪声问题。需要说明的是，虽然许多通信设备可以用集成电路(IC) 来实现，但是上述的单元电路通常都是由有源的和无源的元器件 构成的，既有线性电路，也有非线性电路。这些基本单元电路的 组成、原理及有关技术问题，就是本书的研究对象。
高频电子线路第 1 章 绪论PPT课件
1）若用基带信号去改变高频载波信号的振 幅，则称为振幅调制，简称调幅，用符号AM 表示。调幅获得的已调波称为调幅波。
中、短波广播和电视的高频图像信号都是调 幅波。
2）若用基带信号去改变高频载波信号的频 率，则称为频率调制，简称调频，用符号FM 表示。调频获得的已调波称为调频波。
调频广播和电视的高频伴音信号都是调频波。
形式的信息。 6.接收者：
信息的最终接受者
1.1.2 无线电发送与接收设备
1．无线电调幅广播发送设备 发送设备通常由高频、低频、电源
和天线四部分组成。 组成框图如图1-2所示。
图1-2 无线电调幅广播设备组成框图
1．无线电调幅广播发送设备
高频部分：包括主振荡器、倍频器、电压放大器、 末级功率推动和末级功放（调制器）。
主振荡器的作用是产生频率稳定的高频振荡，现 多采用石英晶体振荡器。
用倍频器来提高频率。 电压放大器放大后以达到推动末级功放的电平。 末级功放（调制器）是将输入的高频载波信号和 基带信号（低频调制信号）变换成高频已调信号，并 以足够大的功率输送到天线。
低频部分： 包括送话器、低频电压放大器、低频功率放
不同频率信号的传输特性也是不相同的。
5. 接收设备: 作用与发送设备相反。 由信道传输过来的已调信号由接收设备取
出并进行处理，得到与发送端相对应的基带信 号（这一过程称为“解调”）。
即：把高频振荡信号转换成原始电信号。
5. 输出变换器: 作用与输入变换器相反。 将基带信号经输出变换器即可复原成原来
➢ 如何“卸载”信号——解调 什么是解调？
从高频已调波信号中“卸载”调制（基带）信号的 过程。 解调的三种方式 ①对调幅波（AM）的解调——检波 ②对调频波（FM）的解调——鉴频 ③对调相波（PM）的解调——鉴相
中、短波广播和电视的高频图像信号都是调 幅波。
2）若用基带信号去改变高频载波信号的频 率，则称为频率调制，简称调频，用符号FM 表示。调频获得的已调波称为调频波。
调频广播和电视的高频伴音信号都是调频波。
形式的信息。 6.接收者：
信息的最终接受者
1.1.2 无线电发送与接收设备
1．无线电调幅广播发送设备 发送设备通常由高频、低频、电源
和天线四部分组成。 组成框图如图1-2所示。
图1-2 无线电调幅广播设备组成框图
1．无线电调幅广播发送设备
高频部分：包括主振荡器、倍频器、电压放大器、 末级功率推动和末级功放（调制器）。
主振荡器的作用是产生频率稳定的高频振荡，现 多采用石英晶体振荡器。
用倍频器来提高频率。 电压放大器放大后以达到推动末级功放的电平。 末级功放（调制器）是将输入的高频载波信号和 基带信号（低频调制信号）变换成高频已调信号，并 以足够大的功率输送到天线。
低频部分： 包括送话器、低频电压放大器、低频功率放
不同频率信号的传输特性也是不相同的。
5. 接收设备: 作用与发送设备相反。 由信道传输过来的已调信号由接收设备取
出并进行处理，得到与发送端相对应的基带信 号（这一过程称为“解调”）。
即：把高频振荡信号转换成原始电信号。
5. 输出变换器: 作用与输入变换器相反。 将基带信号经输出变换器即可复原成原来
➢ 如何“卸载”信号——解调 什么是解调？
从高频已调波信号中“卸载”调制（基带）信号的 过程。 解调的三种方式 ①对调幅波（AM）的解调——检波 ②对调频波（FM）的解调——鉴频 ③对调相波（PM）的解调——鉴相
高频电子线路绪论
无线通信系统的类型（二）
按工作频段或传输手段分:中波通信、 短波通 信、 超短波通信、 微波通信和卫星通信等。
按照通信方式来分:主要有（全）双工、 半双 工和单工方式。
按照调制方式的不同来划分, 有调幅、 调频、 调相以及混合调制等。
➢ 工作频率指发射与接收的射频（RF）频率。 是 “高频”的广义语, 指适合无线电发射和传播的 频率。 无线通信的一个发展方向就是开辟更高 的频段。
将模拟通信终端换成数字通信终端，或者在模 拟终端与调制解调器之间分别增加模—数转换 器(ADC)和数—模转换器(DAC)即可。
数字无线通信系统容易实现小型化，性能更加 优越。在数字无线通信系统中，接收机的结构 有多种类型，除了传统的超外差结构外，还有 数字中频结构、直接变换结构等。
数字超外差结构，中频比信号载频低很多，因 此在中频上实现对有用信号的选择要比在载频 上选择对滤波器Q值的要求低很多，容易实现 稳定的高增益放大，甚至出现零中频。
高频电子线路绪论
2020年8月2日星期日
什么是“高频”?
➢“高频”也叫射频,与“低频”相对应 ;狭义的高频为3-30MHZ,广义上范围 很宽,目前最高已达微波段300GHZ
➢电路→电子线路(模拟电子)基础→高 频电子线路
➢无线通信系统的重要特点就是利用高 频信号传递消息
➢高频电子线路主要应用于无线通信；
1837年莫尔斯(F．Morse)发明有线电 报
1876年贝尔(G．Bell)发明有线电话
➢无线传输：利用电磁波传送信息 光纤通信系统：
利用光导纤维传送信息
A.G.贝尔和T.A.沃森手持第一台电话
我相信在未来， 电线将把不同城 市中的电话总局 联接在一起，某 个美国人可以同 万里之迢的他乡 直接用嘴巴话。
高频电子线路第1章-绪论(1)
0.3~3GHz 3~30GHz 30~300GHz
空间波 直线传播、对流层传播
表1 无线电波段的划分表
主要用途
通讯、远 洋导航等。
通讯、远 洋导航及 广播等。
通讯、电视、 调频雷达及 导航
微波通讯、 电视、雷 达、导航、 天文等
20
第1章 绪论
本课程高频（射频）频率范围： 几百KHz～几百MHz 例：300KHz～300MHz:对应波长1000m ～1m （低）音频电磁波：20Hz ～20KHz， 对应电磁波长15 000 Km ～15Km 中波（调幅）广播段：531KHz ～1602KHz 调频广播段：30 MHz ～300 MHz
要求能够对一般性的、常用的非线性电子电路进行分析，根 据分析结果，提出电路的设计原则及改进电路性能的基本途 径。
4
第1章 绪论
课程说明
本课程的性质
是一门专业基础课；相关知识要求较高，难度超过《模拟电子技术基 础》
特点
非纯理论性课程 实践性很强 以工程实践的观点来处理电路中的一些问题
研究内容
3、超短波段、微波
4、中继通讯、调频广播、电视、雷达
沿视距传播
大地
25
第1章 绪论
5. 调制特性 要通过载波传送消息，就必须使载波信号的
某一个或几个参数（振幅、频率或相位）随消息信 号改变，这一过程就称为调制（ Modulation） 。
三种基本调制方式是振幅调制（调幅AM）、 频率调制（调频FM）和相位调制（调相PM），还 可以有组合调制方式。
t
i
i
三次谐波 i1
(b)
(d)
t
五次谐波 i1 t 七次谐波 i7 t
15
《高频电子线路》—教学教案
第1章绪论1.1 教学基本要求一、了解“高频电子线路”课程研究的主要内容和特点。
二、掌握无线电发送设备、接收设备的基本组成、简单工作原理。
三、建立无线电信号的发送与接收的初步概念。
四、了解通信的传输媒质，无线电信号的传播方式。
1.2 重点、难点接收设备、发送设备的组成框图及其简单的工作原理、工作波形、各部分的作用。
1.3 教学主要内容与重点、难点剖析一、主要教学内容“高频电子线路”讨论的主要内容通信系统组成，通信系统根据信道分类无线通信系统发送设备的主城框图及简单工作原理接收设备的组成及简单工作原理无线电信号的划分及传播方式。
二、重点、难点剖析“高频电子线路”课程是电子信息、通信等专业的一门技术基础课。
研究的主要内容是以通信系统为主要对象，研究构成发送设备、接收设备的各单元电路，典型线路的工作原理。
本课程讨论的功能电路的工作频率范围在几百千赫至几百兆赫的高频频段，主要特点是电路负载不再是纯电阻，而是以RLC谐振回路作负载，利用有源器件(晶体管、场效应管或集成电路)的非线性特性实现电路的各种功能，由于电路工作在高频频段，所以有源器件的极间电容不能忽略，研制电路时必须考虑分布电容对电路的影响。
分析电路的"功能"，通常是利用电路的输入信号和输出信号的数学表示式、波形和频谱来实现，所谓电路的"功能"。
是指基本电路能够完成的信号传输和信号变换处理的具体工作任务。
当然，对于同一功能电路，可以用不同的器件和不同的电路形式构成，但功能电路的功能和输入信号、输出信号的频谱关系是不会变的。
1、无线通信系统（1）无线通信系统的基本组成（2）声音是如何通过自由空间传到远方的？（3）无线电发送设备组成框图交变的电振荡可以利用天线向空中辐射出去，为何不能将交变的音频信号通过天线直接向空中辐射？（A）高频部分的作用（B）调制的概念（4）无线电接收设备组成框图最简单的接收机方框图及工作原理。
绪论-高频电子线路概论
高频电子线路在其他领域的应用前景
雷达与探测
01
高频电子线路在雷达、探测等领域具有广泛的应用前景，如高
分辨率成像、目标跟踪等。
医疗电子
02
高频电子线路在医疗电子领域的应用将不断拓展，如医学影像、
治疗设备等。
能源领域
03
高频电子线路在能源领域的应用将逐渐增多，如高频功率转换、
无线充电等。
THANKS
波动方程是描述波动现象的基本方程， 在高频电子线路中，波动方程用于描 述信号在传输线中的传播规律。
波动方程的解可以得出信号的幅度和 相位随时间和空间的变化情况，对于 理解信号在传输线中的行为至关重要。
传输线理论
传输线是高频电子线路中的重 要组成部分，用于传输信号。
传输线理论主要研究传输线的 电气特性、信号传播规律以及 传输线的阻抗匹配等问题。
高频电子线路的应用领域
通信系统
高频电子线路广泛应用于通 信系统中，如无线通信、卫
星通信、移动通信等。
雷达系统
电子对抗系统
雷达系统中的发射机和接 收机电路是高频电子线路 的重要应用领域之一。
高频电子线路在电子对抗 系统中用于信号侦察、干
扰和抗干扰等方面。
射频识别技术
高频电子线路在射频识 别技术中用于信号的发
随着5G、6G等新一代通信技术的发展，高频电子 线路将继续发挥重要作用，并有望在人工智能、 物联网和自动驾驶等领域取得更多创新和应用。
02
高频电子线路的基本元件
电感器
定义
应用
电感器是一种能够存储磁场能量的电 子元件，其特性是能够阻碍电流的变 化。
在高频电子线路中，电感器常用于滤 波器、振荡器、调谐电路等。
调谐放大器
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10
高频电子线路
数字通信：
与图1-1类似，只需将模拟通信终端换成数字 通信终端或在模拟通信终端与调制解调器之 间分别增加ADC和DAC即可。
超外差结构 数字接收机的结构 数字中频结构 直接变换结构
无论其组成结构如何变化，必定要包含基本的 高频电路，其基本内容几乎不变，主要包括：高频 振荡器、高频放大器、混频或变频、调制与解调。
13
高频电子线路
第一节 无线通信系统概述
二、无线通信系统的类型
（1）按工作频段或传输手段分类：中波通信、 短波通信、超短波通信、微波通信和卫星通信。 （2）按通信方式分类：双工、半双工、单工。 （3）按调制方式分类：调幅、调频、调相、混 合调制。 （4）按传输消息的类型分类：模拟通信、数字 通信。
频段名称
甚低频(VLF) 低频(LF) 中频(MF) 高频(HF) 甚高频(VHF) 特高频(UHF) 超高频(SHF) 极高频(EHF) 超级高频
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高频电子线路
注：信号的频段不同，分析与实现方法不完全相同。
当λ≥1米时，用集总参数的方法和路的概念分析与实现； 当λ＜1米时，用分布参数的方法和场的概念分析与实现。 集总参数：当实际电路的尺寸远小于电路工作时电磁波的波 长时，可以把元件的作用集总在一起，用一个或有限个R、L、 C元件来加以描述，这样的电路参数叫做集总参数。 参数的分布性：指电路中同一瞬间相邻两点的电位和电流都 不相同。这说明分布参数电路中的电压和电流除了是时间的 函数外，还是空间坐标的函数。
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高频电子线路
直接变换接收机
所谓直接变换接收机, 就是外差接收机的本振(正交注入 混频器) 频率f L 与变频前信号载频f c 相同, 从而使变频后的 中频频率为零。接收R F 信号经双工器送入低噪声放大器, 再 经低通滤波后由功分器分别馈向正交混频器。 对于直接变换接收机, 由于信号载频和本振频率重合, 没 有镜像分量, 故对变频前的射频放大器及变频器的选择性要求 大为降低。变频输出采用容易实现的低通滤波器, 解调器可用 DSP 实现。这样, 信号带宽就变为已调信号的一半, 从而使接 收门限得以改善。而变频后信号频率的降低, 使得对A /D 变换 器的要求大大降低。 目前采用这种接收机结构的有450MHz 和900MHz 的无线 寻呼机、蜂窝移动产品和无线局域网产品等。
一、无线通信系统的组成
信息源 换能器 发送 设备 信道 接收 设备 换能器 受信者
噪声源
4．信道 信道是连接发、收两端的信号通道，又称传输媒介。 5．接收设备 任务是从已调信号中恢复出发送端相一致的基带信号。 6．输出换能器 将输出的基带信号变换成原来形式的消息。
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发射部分功能框图
载波 振荡
1901年，实现了横渡大西洋的通信；
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高频电子线路
1907年，发明电子三极管； 1948年，维纳、香农提出信息论、控制论、系统论 的基础；肖克莱发明晶体三极管； 1958年集成电路诞生； 1960年代后期开始卫星通信； 1970年代后期，光通信成为通信介质的主流。
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第一节 无线通信系统概述
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高频电子线路
数字中频接收机
数字中频接收机又称数字变换接收机,其典型的接收机结 构仍是超外差型, 只不过是由模拟频率变换把RF 频谱变到较 低的中频, 然后在此IF上进行数字化, 再用DSP 技术来实现信 号提取和解调。用于数字中频接收机的SP 技术主要有直接 数字式合成器(DDS)、数字下变换(DDC)、高速数字滤波(DF 以及多速率(multi- rate) 技术等。的最大优点就是可以共享 RF/IF模块, 由于解调和同步均采用数字化处理, 灵活方便, 也 便于产品的集成和小型化。但是在宽带通信中, 射频的频率较 高, 若选取较高的数字中频, 也就意味着需要有高速的A /D 变 换器、高速的大动态范围的宽带采样保持电路以及速度足够 快的数字处理芯片。
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第二节 无线电信号与调制
无线电波在空间传播的速度 c=3×108 m/s，则高频信号的频率与其波长的关系 为： λ=c/f ，f单位取Hz，λ单位用m。 习惯上按电磁波的频率范围划分为若干个区段， 称为频段或波段。
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为了讨论问题的方便，将不同频率的电磁 波人为地划分若干频段或波段，列表如下:
高频电子线路
课程的目的与任务：
主要学习无线通信系统所涉及到的各单元电路的
组成、工作原理、性能计算及应用。通过该课程的学
习，使学生熟悉非线性电子线路课程的体系结构，引
导学生在分析非线性电子线路时，树立工程分析的观
点，用简单的分析方法获得具有实用意义的结果，具
有一定的电路综合能力。
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高频电子线路
第一章 绪论
第一节 无线通信系统概述
第二节 无线电信号与调制
第三节 本课程的特点
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第一章 绪论
本章重点：
发送、接收设备的组成框 图及其简单的工作原理、工作 波形、各部分的作用。
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第一节 无线通信系统概述
无线通信系统发展简史
1864年,麦克斯韦推导出电磁场方程； 1896年,马可尼开始无线通信实验； 1876年贝尔发明电话，建立了常规通信工具； 1887年赫兹用实验证实了电磁波的存在； 1895年，马可尼实现了短距离的无线电通信
波段名称
超长波 长波 中波 短波 超短波(米波) 分米波 微 厘米波 波 毫米波 亚毫米波
波段范围
10 000－100 000m 1000－10 000m 100－1 000m 10－100m 1－10m 10－100 cm 1－10 cm 1－10 cm 0.1－1 mm
频率范围
3－30kHz 30－300kHz 0.3M－3MHz 3M－30MHz 30M－300MHz 300M－3GHz 3G－30GHz 30G－300GHz 300G－3000GHz
高频 放大
调制 器
输出 功放
话 筒
音频 放大
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接收部分功能框图
高频 放大混频Fra bibliotek中放 滤波
解调
音频 放大
本机 振荡
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可有可无
话 筒
音频 放大器
调制器
变频器
激励放大
输出功 率放大
载波 振荡器 天线开关 扬 声 器
音频 放大器
解调器
中频放大 与滤波
混频器
高频放大
本地 振荡器
图1-1 无线通信系统基本组成
一、无线通信系统的组成
信息源 换能器 发送 设备 信道 接收 设备 换能器 受信者
噪声源
1．信息源 信息源是指需要传送的原始信息 2．输入换能器 将发信者提供的非电量消息(如声音、景物等)变换为电信号 3．发送设备 发送设备主要有两大任务：一是调制，二是放大。
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第一节 无线通信系统概述
高频电子线路
数字通信：
与图1-1类似，只需将模拟通信终端换成数字 通信终端或在模拟通信终端与调制解调器之 间分别增加ADC和DAC即可。
超外差结构 数字接收机的结构 数字中频结构 直接变换结构
无论其组成结构如何变化，必定要包含基本的 高频电路，其基本内容几乎不变，主要包括：高频 振荡器、高频放大器、混频或变频、调制与解调。
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第一节 无线通信系统概述
二、无线通信系统的类型
（1）按工作频段或传输手段分类：中波通信、 短波通信、超短波通信、微波通信和卫星通信。 （2）按通信方式分类：双工、半双工、单工。 （3）按调制方式分类：调幅、调频、调相、混 合调制。 （4）按传输消息的类型分类：模拟通信、数字 通信。
频段名称
甚低频(VLF) 低频(LF) 中频(MF) 高频(HF) 甚高频(VHF) 特高频(UHF) 超高频(SHF) 极高频(EHF) 超级高频
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高频电子线路
注：信号的频段不同，分析与实现方法不完全相同。
当λ≥1米时，用集总参数的方法和路的概念分析与实现； 当λ＜1米时，用分布参数的方法和场的概念分析与实现。 集总参数：当实际电路的尺寸远小于电路工作时电磁波的波 长时，可以把元件的作用集总在一起，用一个或有限个R、L、 C元件来加以描述，这样的电路参数叫做集总参数。 参数的分布性：指电路中同一瞬间相邻两点的电位和电流都 不相同。这说明分布参数电路中的电压和电流除了是时间的 函数外，还是空间坐标的函数。
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直接变换接收机
所谓直接变换接收机, 就是外差接收机的本振(正交注入 混频器) 频率f L 与变频前信号载频f c 相同, 从而使变频后的 中频频率为零。接收R F 信号经双工器送入低噪声放大器, 再 经低通滤波后由功分器分别馈向正交混频器。 对于直接变换接收机, 由于信号载频和本振频率重合, 没 有镜像分量, 故对变频前的射频放大器及变频器的选择性要求 大为降低。变频输出采用容易实现的低通滤波器, 解调器可用 DSP 实现。这样, 信号带宽就变为已调信号的一半, 从而使接 收门限得以改善。而变频后信号频率的降低, 使得对A /D 变换 器的要求大大降低。 目前采用这种接收机结构的有450MHz 和900MHz 的无线 寻呼机、蜂窝移动产品和无线局域网产品等。
一、无线通信系统的组成
信息源 换能器 发送 设备 信道 接收 设备 换能器 受信者
噪声源
4．信道 信道是连接发、收两端的信号通道，又称传输媒介。 5．接收设备 任务是从已调信号中恢复出发送端相一致的基带信号。 6．输出换能器 将输出的基带信号变换成原来形式的消息。
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发射部分功能框图
载波 振荡
1901年，实现了横渡大西洋的通信；
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1907年，发明电子三极管； 1948年，维纳、香农提出信息论、控制论、系统论 的基础；肖克莱发明晶体三极管； 1958年集成电路诞生； 1960年代后期开始卫星通信； 1970年代后期，光通信成为通信介质的主流。
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第一节 无线通信系统概述
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数字中频接收机
数字中频接收机又称数字变换接收机,其典型的接收机结 构仍是超外差型, 只不过是由模拟频率变换把RF 频谱变到较 低的中频, 然后在此IF上进行数字化, 再用DSP 技术来实现信 号提取和解调。用于数字中频接收机的SP 技术主要有直接 数字式合成器(DDS)、数字下变换(DDC)、高速数字滤波(DF 以及多速率(multi- rate) 技术等。的最大优点就是可以共享 RF/IF模块, 由于解调和同步均采用数字化处理, 灵活方便, 也 便于产品的集成和小型化。但是在宽带通信中, 射频的频率较 高, 若选取较高的数字中频, 也就意味着需要有高速的A /D 变 换器、高速的大动态范围的宽带采样保持电路以及速度足够 快的数字处理芯片。
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高频电子线路
第二节 无线电信号与调制
无线电波在空间传播的速度 c=3×108 m/s，则高频信号的频率与其波长的关系 为： λ=c/f ，f单位取Hz，λ单位用m。 习惯上按电磁波的频率范围划分为若干个区段， 称为频段或波段。
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高频电子线路
为了讨论问题的方便，将不同频率的电磁 波人为地划分若干频段或波段，列表如下:
高频电子线路
课程的目的与任务：
主要学习无线通信系统所涉及到的各单元电路的
组成、工作原理、性能计算及应用。通过该课程的学
习，使学生熟悉非线性电子线路课程的体系结构，引
导学生在分析非线性电子线路时，树立工程分析的观
点，用简单的分析方法获得具有实用意义的结果，具
有一定的电路综合能力。
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第一章 绪论
第一节 无线通信系统概述
第二节 无线电信号与调制
第三节 本课程的特点
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第一章 绪论
本章重点：
发送、接收设备的组成框 图及其简单的工作原理、工作 波形、各部分的作用。
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第一节 无线通信系统概述
无线通信系统发展简史
1864年,麦克斯韦推导出电磁场方程； 1896年,马可尼开始无线通信实验； 1876年贝尔发明电话，建立了常规通信工具； 1887年赫兹用实验证实了电磁波的存在； 1895年，马可尼实现了短距离的无线电通信
波段名称
超长波 长波 中波 短波 超短波(米波) 分米波 微 厘米波 波 毫米波 亚毫米波
波段范围
10 000－100 000m 1000－10 000m 100－1 000m 10－100m 1－10m 10－100 cm 1－10 cm 1－10 cm 0.1－1 mm
频率范围
3－30kHz 30－300kHz 0.3M－3MHz 3M－30MHz 30M－300MHz 300M－3GHz 3G－30GHz 30G－300GHz 300G－3000GHz
高频 放大
调制 器
输出 功放
话 筒
音频 放大
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接收部分功能框图
高频 放大混频Fra bibliotek中放 滤波
解调
音频 放大
本机 振荡
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可有可无
话 筒
音频 放大器
调制器
变频器
激励放大
输出功 率放大
载波 振荡器 天线开关 扬 声 器
音频 放大器
解调器
中频放大 与滤波
混频器
高频放大
本地 振荡器
图1-1 无线通信系统基本组成
一、无线通信系统的组成
信息源 换能器 发送 设备 信道 接收 设备 换能器 受信者
噪声源
1．信息源 信息源是指需要传送的原始信息 2．输入换能器 将发信者提供的非电量消息(如声音、景物等)变换为电信号 3．发送设备 发送设备主要有两大任务：一是调制，二是放大。
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第一节 无线通信系统概述