文档介绍：第1章绪论高频电子线路
通信系统概述
电子线路的分类
非线性电子线路的特点及分析方法
高频电子线路在无线电通信中的应用
无线电波的传播与波段的划分
本章小结
思考与练习题
通信是指将信息由一地传向另一地。现代通信的主要任务就是快速而准确地传输、交换和处理信息。随着通信技术的日益发展及电子器件的不断更新,实现通信的方式和手段越来越多,相对应的通信形式有有线通信、无线通信、微波通信、卫星通信等等。本书讨论的高频电子线路主要应用于无线通信系统。
现代通信通常是利用电信号来完成信息的传递过程的,所以我们通常谈论的通信实际上是指电通信。通信中所传递的信息有各种不同的形式,例如符号、文字、语音、图片、图像、数据等,相应地,也就产生了各种类型的通信业务,比如电报、电话、传真、数据传输、可视电话等。
通信系统概述
根据电信号传输媒质的不同,通信系统可分为有线通信系统和无线通信系统。有线通信是指通过电线、电缆线、光缆线等有线媒质来传递信息,例如电话、有线电视、光纤通信均属有线通信。无线通信是指电信号利用电磁波的传播来完成信息的传输,例如无线广播、移动通信、卫星通信均属无线通信。无论哪一种通信系统,均可用图1-1所示的通信系统的模型(组成框图)来反映通信系统的共性。当然,根据所研究的对象和问题的不同,可以得到更为具体的系统模型。高频电子线路主要研究无线通信系统中发射设备和接收设备的工作原理和组成,着重讨论构成发射、接收设备的各种单元电路的工作原理、典型线路和分析方法。
图1-1 通信系统的组成框图
输入变换装置通常用于将信源的输出变换成适合传输的电信号,如话筒可以将语音信号变换成电信号,摄像机可以将图像信号变换成电信号。输出变换装置的作用则是将接收到的电信号变换成适合用户接收的形式,如声音、图像等。通信系统的核心由三部分组成,即发射设备、传输信道和接收设备。这三部分的主要功能简述如下。
发射设备能够将电信号变换成适合信道传输的形式。比如,在无线电广播中,规定了各发射台的频率范围,发射设备把输入变换装置输出的电信号转换到适当的频率范围进行发射,这样各发射台发送的信号就不会相互干扰。发射设备一般采用调制方式实现这样的信号变换。所谓调制,是指用信息信号去改变载波信号的参数(如振幅、频率、相位),使其随信息信号变化。在调幅发射设备中,就是用信息改变载波信号的振幅,使发送的信息信号包含在载波的振幅变化之中;在调频发射机中,发送的信息包含在载波的频率变化之中。
调制的类型很多,究竟采用何种调制方式,要结合所分配的带宽、信号在信道中传播时遭遇到的噪声和干扰类型,以及在发送之前进行信号放大所能采用的电子器件等来综合考虑。另外,调制还使得多个用户的信息可以在同一物理信道上同时发送,例如可利用载波频率的不同来区分用户。发射设备除了完成调制功能外,还应具备信号滤波、已调信号放大、信号辐射等功能。
传输信道是一种用于将来自发射机的信号传输到接收机的物理介质。在无线传输中,信道通常是自由空间;在有线传输中,信道可以采用多种物理介质,包括电线、电缆和光缆等。无论哪种物理介质,其基本特征是所传送的信号会被各种可能因素损伤,引起信号质量变差,如受到产生于接收机前端放大器的热噪声、接收天线接收的人为噪声、大气噪声等加性噪声的影响,再比如,在用于长距离短波无线传输的电离层无线信道上,存在会引起信号恶化的多径传播,这是一种非加性信号干扰,会使信号的振幅随时间的变化而变化,通常称之为衰落。
接收设备的功能是将信道传输的信号进行处理,恢复接收信号中包含的信息。如果信号通过载波调制发送,那么接收机必须通过解调从载波中提取信息。在信道传输和恢复信息的过程中会产生一定的干扰和失真,因此,接收设备恢复的信号也会有一定的失真。除了完成信号解调这一主要功能外,接收机还要完成信号的滤波、放大、噪声抑制等其它一系列功能。