《通信电子线路与仿真设计 第1章 概论.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通信电子线路与仿真设计 第1章 概论.ppt（22页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、通信电子线路与仿真设计主编：张海燕第1章 概论o【本章教学目标与要求本章教学目标与要求】o了解无线电通信系统发展历史中重要的代表人物及其所做出的贡献o掌握无线电通信系统的主要组成部分及其作用o熟悉无线电通信系统的一般分类方法及常见类型o理解无线电信号各种特性的含义及常见分析方法1.1 无线电系统的发展简史o早在1865 年，麦克斯韦（Maxwell，J.C.18311879）从电磁理论研究中就预言电磁波能以波的形式向外传播，其速度与光速相同 o1887 年德国物理学家赫兹（Hertz，H.R.18571894）以著名的电火花放电实验证明了麦克斯韦的预言 o1895年意大利人马可尼（G.Marc
2、oni，18741937）在大量成功的无线电发送接收实验中发明了天地线装置，改进了发射机与接收机，利用当时仅有的金属检波器，有效地把无线电传播距离增加到2.8 千米。o最初的正常通信应用是在1898年英格兰海岸用无线电报报告派救生艇营救海上遇难者。o1901年12月12日马克尼又首次完成了无线电波横渡大西洋（3200千米）的试验，由此诞生了无线电报 o1899 年，德国人布劳恩（C.F.Braun，18501918）还研制出一套能够调谐的接收系统，既能排除干扰，又大大提高了灵敏度，从根本上改进了马可尼的无线电系统。o1904 年英国工程师弗莱明（J.A.Fleming，18491945）利用热
3、电子发射效应，发明了热电子真空二极管，可用来检测无线电信号，有灵敏的检波整流作用。o1906 年圣诞节前夕，美国费森登（R.A.Fessenden，18661932）利用50 千赫发电机作发射机，用微音器直接串入天线实现调制，首次完成用无线电波从波士顿传送语言和音乐的实验，使大西洋航船上的报务员能够听到，创立了现代意义的无线电广播。o1913 年美国电工学家阿姆斯特朗（E.H.Armstrong，18901954）设计出再生式放大线路，1919 年又设计出超外差式接收机。同时，哈特莱（R.V.L.Hartley）等先后改进了振荡电路，无线电广播与收音机迅速发展 o1926 年美国组成世界上第一
4、个全国广播网。在此期间，加拿大、澳大利亚、丹麦、苏、法、英、德、意、日以及墨西哥也都相继建立了无线电台，到1930 年已经形成全球性的无线电广播系统。1.1.1无线电系统的组成o一个完整的无线通信系统一般由信源、信号输入输出设备、收发信机、供电设备、信道以及天线、馈线等组成。无线电广播发信设备无线电调幅广播接收设备1.1.2无线电通信系统的类型 o（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 o（2）按照通信方式来分类,主要有（全）双工、半双工和单工方式。o（3）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。o（4）按照传送的消息的类型
5、分类，有模拟通信和数字通信，也可以分为话音通信、图像通信、数据通信和多媒体通信等。1.2 信号的特性o1、时域特性：指无线电信号随时间变化快慢的特性 o2、频谱特性 o3、频率特性：无线电波的频（波）段划分表波段名称波长范围频率范围频段名称传播方式应用场合长波波段(LW)100010000m30300KHz低频(LF)地波远距离通信中波波段(MW)1001000m3003000KHz中频(MF)地波，天波广播，通信，导航短波波段(SW)10100m330MHz高频(HF)天波，地波广播，中距离通信超短波波段(VSW)110m30300MHz甚高频(VHF)直线传播对流层散射移动通信，电视广播，
6、调频广播，雷达导航等微波分米波波段(USW)10100cm3003000MHz特高频(UHF)直线传播散射传播通信，中继通信，卫星通信，电视广播，雷达厘米波波段(SSW)110cm330GHz超高频(SHF)直线传播中继通信，雷达，卫星通信毫米波波段(ESW)110mm30300GHz极高频(EHF)直线传播微波通信，雷达4、传播特性 5、调制特性：o所谓调制，就是用调制信号去控制高频载波的参数，使载波信号的某一个或几个参数（振幅、频率或相位）按照调制信号的规律变化 o根据载波受调制参数的不同可将模拟信号的调制分为调幅、调频、调相三种基本方式。当数字信息进行调制时，通常称为键控。键控方式有幅移
7、键控、频移键控和相移键控，分别用ASK、FSK、PSK表示。1.3 本课程的特点o本课程是无线电技术、通信工程、电子信息工程、应用电子技术等专业的一门专业基础课，一般在电工基础、电路和信号系统分析等课程学完之后开设。1.4 小结o1.一个完整的无线通信系统一般由信源、信号输入输出设备、收发信机、供电设备、信道以及天线、馈线等组成。信息的来源称之为信源，它有不同的形式，例如语言、文字、音乐、图像、电码等。信号输入设备中的输入变换器能将信源输入的各种不同形式的信息变换成电信号，称该信号为基带信号，不同的信源需要不同的变换器，例如电话机、摄像机、话筒等。发信设备即发信机或发射机，通常由多级组成，是指
8、能够产生射频振荡，并对信号进行调制、放大等处理后，将输出的射频功率信号馈送至传输线路或天馈线的设备，发信设备的输出信号为已调信号。信道是信号传输的通道，又可称为传输媒介，无线电通信系统的信道主要包括地球表面、地下、水下、地球大气层及宇宙空间。收信设备即收信机或接收机，是指能够将源自传输线路或天馈线的信号进行选择、放大、解调、变换等信号处理，得到与发送端相对应的基带信号。该基带信号可经输出变换器复原为原来形式的信息。o2.当前使用最广泛的接收机是超外差式接收机。超外差接收机的主要特点就是由频率固定的中频放大器来完成对接收信号的选择和放大。当信号频率改变时,只要相应地改变本地振荡信号频率即可。o3
9、.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：o （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。o（2）按照通信方式来分类,主要有（全）双工、半双工和单工方式。o （3）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。o（4）按照传送的消息的类型分类，有模拟通信和数字通信,也可以分为话音通信、图像通信、数据通信和多媒体通信等。o4.无线电信号具有如下一些特性：o（1）时域特性：指无线电信号随时间变化快慢的特性，通常用时域波形和数学表达式（电压或电流的时间函数）表示。o（2）频谱特性：频谱特性有幅频特性和相频特性两部分，它们分别反
10、映信号中各个频率分量的振幅和相位的分布情况。o（3）频率特性：任何信号都具有一定的频率或波长。这里所讲的频率特性就是无线电信号的频率或波长。o（4）传播特性:传播特性指的是无线电信号的传播方式、传播距离、传播特点等。无线电信号的传播特性主要根据其所处的频段或波段来区分。o（5）调制特性：所谓调制,就是用调制信号去控制高频载波的参数,使载波信号的某一个或几个参数（振幅、频率或相位）按照调制信号的规律变化。思考题：o在无线电技术发展的历史中有哪些重要的代表人物，他们分别对无线电技术的发展做出了哪些贡献？o你身边的无线电通信系统都有哪些?它们的组成和原理都是什么？o简述无线电信号的传输原理。o无线电波主要有哪些传播方式？o按照工作频段或传输手段分类,无线电通信系统可分为哪些种类？