无线通信射频收发系统研究

射频通信原理射频通信原理是指通过射频信号进行通信的原理和方法。

射频通信是一种利用无线电频率传输数据和信息的技术，其核心是通过调制和解调的方式实现信号的发送和接收。

射频通信原理的基本过程是将要传输的信息信号通过调制的方式转换为射频信号，然后通过天线将射频信号发送出去。

接收端的天线接收到信号后进行解调，将射频信号转换为原始的信息信号。

射频通信的关键是通过调制和解调技术实现信号的转换和传输。

调制是将低频的语音、图像或数据等信息信号转换为高频的射频信号的过程。

调制技术主要包括振幅调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)等。

振幅调制是通过改变射频信号振幅的大小来传输信息。

频率调制是通过改变射频信号频率的大小来传输信息。

相位调制是通过改变射频信号的相位来传输信息。

解调是将接收到的射频信号转换为原始的信息信号的过程。

解调技术与调制技术相反，可以将射频信号转换为可使用的信息信号。

解调技术主要包括振幅解调(AM解调)、频率解调(FM解调)和相位解调(PM解调)等。

通过解调技术，接收端可以将接收到的射频信号转换为原始的语音、图像或数据等信息。

射频通信原理的基本组成部分包括发射端和接收端。

发射端主要包括信号源、调制器、功放器和天线等。

接收端主要包括天线、放大器、解调器和接收信号处理器等。

发射端通过调制技术将信息信号转换为射频信号并通过天线发送出去，接收端通过天线接收到信号，并通过解调技术将射频信号转换为原始的信息信号。

射频通信原理在无线通信领域具有重要的应用价值。

它广泛应用于移动通信、卫星通信、无线网络、遥感等领域。

随着科技的发展和进步，射频通信原理也在不断创新和改进，为人们的通信生活带来了更多便利和可能性。

射频收发器工作原理
射频收发器是一种用于无线通信的电子器件，它能够接收和发送无线信号。

射频收发器的工作原理主要包括接收和发送两个步骤。

在接收过程中，射频收发器首先接收到来自天线的无线信号。

这个信号经过射频前端的滤波器，滤除掉不需要的频率成分。

接着，信号进入低噪声放大器（LNA），LNA能够将微弱的
信号放大，提高信号的强度。

之后，信号经过混频器，混频器将信号的频率转换成中频。

中频信号再经过中频放大器的放大，之后进入解调器。

解调器将模拟信号转换成数字信号，方便后续处理。

在发送过程中，射频收发器首先将数字信号转换成模拟信号，经过调制器进行调制。

调制器将数字信号转换成高频信号，并与射频器件产生的载波信号相乘。

经过调制产生的射频信号经过射频放大器进行放大，提高信号的强度。

然后，信号经过滤波器，滤除掉不需要的频率成分。

最后，信号通过天线发送出去。

射频收发器的工作原理可以说是通过一系列电子器件对无线信号进行接收和发送。

它能够将无线信号与数字信号进行转换，并放大信号的强度，实现无线通信的功能。

• 98•无线通信中射频收发系统的研究与设计广州海格通信集团股份有限公司 郭 洋 郑超捷【摘要】本文主要针对无线通信系统中的射频收发系统进行研究与设计，在分析通信系统组成和工作原理的基础上，对射频收发系统进行优化设计。

【关键词】无线通信；射频收发系统；研究；设计在当前通信技术以及信息技术的发展背景下，蜂窝移动通信技术得到跨越式突飞猛进的发展进步，并受人瞩目。

对于通信系统而言，其功能的实现需要各种重点电子线路实现，而各种电子线路又紧紧依托于通信系统的发射机和接收机，因此必须对通信系统及其接收机、发射机进行深入研究和创新设计。

1.通信系统的组成随着通信技术以及通信系统在人们生产生活中的应用，其在人们生产生活中的作用逐渐凸显。

首先是进行信号调制，能够将传输信号进行转换，转换成为能够进行信道传输的信号。

通过通信系统图能够看出，在通信系统的发送端进行信号解调。

在通信系统中一般传输的是在零频附近的低频信号，包括以模拟信号和数字信号为代表的基带信号（baseband ）。

经过调制之后的信号转变为基带信号（passband ）。

最终通带信号在整个通信系统中进行传输，在接收机中接收信号，并对信号进行进一步处理，转换为原始信号，接收机的主要任务即解调。

2.无线通信中射频收发系统的工作原理2.1 射频发射机的工作原理图1 射频发射机工作原理图射频发射机的主要功能是将低频基带信号转换为高频射频，如图1所示，一般需要经过调制器和放大器、滤波器等结构实现。

低频基带信号首先经过调制器以及滤波器、混频器等进行信号处理。

首先经过数模转换器的低频基带信号需要经过调制器进行初步解调，一般通过数字调制和模拟调制两种方式实现，数字分频电路和鉴相器电路以及锁相环电路组成的本振器能够对信号进行处理，并且将处理的信号送至混频器，最后在滤波器中进行频率相乘处理。

DAC 的主要功能是将数字信号转换为模拟信号，滤波器的主要目的是对信号进行进一步处理，去除信号中的干扰信号并优化其中的有效信号，在滤波信号的选择中还需要根据无线射频发射机进行选择，一般包括信道选择滤波器、镜像抑制滤波器以及射频滤波器等。

多通道无线数据收发器研究与设计随着无线通信技术的不断发展，人们对于高速、可靠的无线数据传输的需求也越来越迫切。

为了满足这一需求，多通道无线数据收发器作为一种重要的无线通信设备，受到了广泛的关注和研究。

多通道无线数据收发器是一种能够同时处理多个频道的无线通信设备。

它的主要功能是将输入的数据信号通过无线信道进行传输，并在接收端将信号恢复成原始的数据。

与传统的单通道无线数据收发器相比，多通道无线数据收发器具有更高的传输速率和更好的抗干扰能力，可以同时传输多个数据信号，提高了无线通信系统的容量和性能。

多通道无线数据收发器的研究与设计主要包括硬件设计和信号处理算法两个方面。

在硬件设计方面，需要设计高频电路、射频前端模块和数字处理模块等，以实现对不同频道的数据信号的采集、调制、放大和解调等功能。

同时，还需要考虑功耗、体积和成本等因素，使得设计出的收发器具有较高的性能和较好的实用性。

在信号处理算法方面，需要设计合适的调制和解调算法，以实现对多个频道的数据信号的传输和恢复。

常用的调制方式包括PSK（相移键控）、QAM（正交振幅调制）和OFDM（正交频分多路复用）等，解调算法则是调制算法的逆过程。

通过优化调制和解调算法，可以提高系统的传输速率和抗干扰能力，从而提高整个系统的性能。

除了硬件设计和信号处理算法的研究与设计，多通道无线数据收发器的研究还需要考虑其他因素，如频谱资源的利用、系统的可靠性和安全性等。

在频谱资源的利用方面，可以采用动态频谱分配技术，使得多个无线通信系统能够共享同一频段的频谱资源，提高频谱的利用效率。

在系统的可靠性和安全性方面，可以采用编码和加密等技术，保障数据的可靠性和保密性。

综上所述，多通道无线数据收发器作为一种重要的无线通信设备，具有很大的研究和应用价值。

通过对硬件设计和信号处理算法的研究与设计，可以提高多通道无线数据收发器的传输速率和抗干扰能力，从而满足人们对于高速、可靠的无线数据传输的需求。

⽆线通信系统实验实验报告⽆线通信系统（图像传输）实验报告⼀、实验⽬的1、掌握⽆线通信(图像传输）收发系统的⼯作原理；2、了解各电路模块在系统中的作⽤。

⼆、实验内容a)测试发射机的⼯作状态;b)测试接收机的⼯作状态；c)测试图像传输系统的⼯作状态；d)通过改变系统内部连接⽅式造成对图像信号质量的影响来了解各电路模块的作⽤.⼆、⽆线图像传输系统的基本⼯作原理发射设备和接收设备是通信设备的重要组成部分。

其作⽤是将已调波经过某些处理（如放⼤、变频)之后,送给天馈系统，发向对⽅或转发中继站；接收系统再将空间传播的信号通过天线接收进来，经过某些处理（如放⼤、变频)之后，送到后级进⾏解调、编码等.还原出基带信息送给⽤户终端.为了使发射系统和接收系统同时⼯作,并且了解各电路模块在系统中的作⽤，通过实验箱中的天线模块和摄像头及显⽰器，使得发射和接收系统⾃闭环,通过图像质量来验证通信系统的⼯作状态，及各个电路模块的作⽤和连接变化时对通信或图像质量的影响。

以原理框图为例,简单介绍⼀下各部分的功能与作⽤。

摄像头采集的信号送⼊调制器进频率调制，再经过⼀次变频后、滤波(滤去变频产⽣的谐波、杂波等）、放⼤、通过天线发射出去。

经过空间传播,接收天线将信号接收进来，再经过低噪声放⼤、滤波(滤去空间同时接收到的其它杂波）、下变频到480MHz，再经中频滤波，滤去谐波和杂波、经视频解调器，解调后输出到显⽰器还原图像信号。

三、实验仪器信号源、频谱分析仪等。

四、测试⽅法与实验步骤（⼀）发射机测试图1原理框图基带信号送⼊调制器，进⾏调制(调幅或调频等调制），调制后根据频率要求进⾏上变频，变换到所需微波频率,并应有⼀定带宽，然后功率放⼤，通过天线发射或其它⽅式传播。

每次变频后，会相应产⽣谐波和杂波，⼀般变频后加响应频段的滤波器，以滤除谐波和杂波。

保证发射信号的质量或频率稳定度。

另外调制器或变频器本振信号的稳定度也直接影响发射信号的好坏,因⽽，对本振信号的质量也有严格的要求。

《射频收发系统》实验报告（一）实验设备：（1）实验箱各单元电路板插放在实验箱的底板上时，电源将自动供电；各单元电路板拔下实验时，需通过排线单独供电。

（2）频率计NFC-1000C-1计数器：测试频率（3）函数发生器EE1641C：可输出低频正弦、三角、方波信号（4）专用调试设备DR200R1 ：可输出各频道射频信号和相应本振信号（5）专用调试设备DR200T2：可测量各频道射频信号指标（载波频率及功率，调制频率，调制频偏）（6）矢量网络分析仪EE5100：可测电路的幅频特性和相频特性（7）频谱分析仪EE4052：测量信号频谱（8）数字示波器：测量信号波形、幅度及参考频率（9）综合测试仪EE5113：可作为RF合成信号发生器、音频信号发生器,射频频率计、射频功率计、音频和直流数字电压表、音频频率计、调制度表、失真度表、信噪比计、数字存储示波器等（10）其他：测试线、稳压源，万用表，改锥，说明书（11）仿真软件multisim10.0（三）系统简析3.1无线射频收发系统组成及电路原理无线射频收发系统包括调频通信收发系统和调幅通信收发系统两大部分，其中调频通信系统工作于百兆赫频段，频道数8个，支持标准正弦波、语音和数据信号输入，可做整机实验，也可分解拆卸成子系统模块独立实验；调幅通信系统包含AM、DSB、SSB调制及相应的解调，工作于百千赫中波广播频段，分成幅度调制与解调二个子系统模块，二个模块也可以连成一个调幅通信系统，支持标准正弦波、实验音频信号输入。

无线射频收发系统整机电路包含发射单元电路和接收单元电路，各单元电路按功能分成子系统电路模块。

发射单元电路包括：（1）调频发射系统中的模拟语音输入电路、锁相振荡电路（可做VCO调频、锁相环、振荡器实验）、发射功放电路（可做功放实验，测试增益，分析谐波）、FSK调制解调电路（FSK调制与解调实验）、微机控制电路等5个子系统电路；（2）调幅发送系统中的幅度调制电路（可做AM、DSB、SSB调制实验）。

D O I :１０．１６７９１/j ．c n k i ．s j g．２０１９．０２．０３１㊀基于H a c k R F 无线通信收发系统创新实验项目研究王㊀辉,张㊀晨,于立君,胡羽坤(哈尔滨工程大学自动化学院,黑龙江哈尔滨㊀１５０００１)摘㊀要:为高校控制类创新实验课程设计了基于H a c k R F 的无线通信收发系统实验项目.采用H a c k R F 硬件外设,配合计算机和软件通用平台G N U R a d i o ,利用模拟和数字调制解调方法实现无线通信的收发.该实验项目对设备资源需求量小,能够增添实验课程的趣味性,加深学生对无线通信以及收发过程的了解,提高学生对无线通信收发系统以及数字调制解调的使用能力和创新实践能力.关键词:无线通信;数字调制解调;G N U R a d i o ;H a c k R F中图分类号:T N ９２;G ６４２㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:１００２Ｇ４９５６(２０１９)０２Ｇ０１３０Ｇ０４R e s e a r c h o n i n n o v a t i v e e x p e r i m e n t p r o j e c t o fw i r e l e s s c o m m u n i c a t i o n t r a n s c e i v e r s ys t e mb a s e d o nH a c k R F WA N G H u i ,Z H A N GC h e n ,Y U L i ju n ,HU Y u k u n (C o l l e g e o fA u t o m a t i o n ,H a r b i nE n g i n e e r i n g U n i v e r s i t y,H a r b i n１５０００１,C h i n a )A b s t r a c t :T h ee x p e r i m e n t a l p r o j e c to ft h e w i r e l e s sc o m m u n i c a t i o nt r a n s c e i v e rs ys t e m b a s e do n H a c k R Fi s d e s i g n e d f o rt h ei n n o v a t i v ee x p e r i m e n t a lc o u r s e so fc o n t r o l i nc o l l e g e sa n du n i v e r s i t i e s ．B y u s i n g Ha c k R F h a r d w a r e p e r i p h e r a l s a n dG N U R a d i o ,a n d i n c o o r d i n a t i o nw i t h a g e n e r a l p l a t f o r mf o r c o m p u t e r a n d s o f t w a r e ,t h e w i r e l e s s c o m m u n i c a t i o n t r a n s m i s s i o ni sr e a l i z e db y a n a l o g a n d d i gi t a l m o d u l a t i o n a n d d e m o d u l a t i o n m e t h o d s ．T h i s e x p e r i m e n t a l p r o j e c t h a s a s m a l l d e m a n d f o r e q u i pm e n t r e s o u r c e s ,w h i c h c a n a d d i n t e r e s t t o t h e e x p e r i m e n t a l c o u r s e ,d e e p e n s t u d e n t s u n d e r s t a n d i n g o ft h e w i r e l e s s c o m m u n i c a t i o n a n di t st r a n s c e i v e r p r o c e s s ,a n d i m p r o v et h e i ra b i l i t y t ou s ew i r e l e s sc o m m u n i c a t i o nt r a n s c e i v e rs y s t e m a n dd i g i t a lm o d e m a n d t h e i r i n n o v a t i v e p r a c t i c a l a b i l i t y．K e y wo r d s :w i r e l e s s c o m m u n i c a t i o n ;d i g i t a lm o d u l a t i o nd e m o d u l a t i o n ;G N U R a d i o ;H a c k R F 收稿日期:２０１８Ｇ０８Ｇ１６基金项目:黑龙江省教学改革项目(S J G Y ２０１７０５０５,S J G Y ２０１７０５０６)作者简介:王辉(１９７６ ),女,黑龙江肇东,博士,副教授,硕士生导师,主要研究方向为模式识别与智能系统及教学E Ｇm a i l :w a n gh ＠h r b e u ．e d u ．c n 通信作者:于立君(１９７５ ),男,黑龙江安达,博士,副教授,硕士生导师,副院长,主要研究方向为船舶控制㊁智能控制．E Ｇm a i l :y u l i ju n ＠h r b e u ．e d u ．c n ㊀㊀软件无线电(s o f w a r ed e f i n e d r a d i o ,S D R )是一种使用软件实现物理层连接的无线通信设计,能够在不改变硬件的情况下实现不同通信功能.软件无线电技术有巨大的研究和实用空间[１Ｇ４].笔者为实验课程设计了基于H a c k R F 的无线通信收发系统创新性实验[５Ｇ６].该实验可以使学生中深入学习无线通信收发过程以及数字调制/解调方法,提高对无线通信收发系统的使用能力.在分析计算与实际编程调试的过程中,学生能够深入理解课程的理论知识,实现从理论知识到实践能力的全面提高[５].１㊀基于H a c k R F 的系统介绍１．１㊀系统模型软件无线电系统可以分为３类:基于F P G A 的S D R 系统㊁基于D S P 平台的S D R 系统和基于通用处理器的S D R 系统.为了实验室调试方便,选择基于通用处理器的S D R 系统,搭建的基于H a c k R F 的S D R 系统模型框架如图１所示.由图１可以看出,无线通信收发系统由硬件外设H a c k R F 和主机２部分组成.主机配置了G N U R a Ｇd i o 编程环境,作为实现各种通信功能的软件平台.I S S N１００２Ｇ４９５６C N １１Ｇ２０３４/T ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀实㊀验㊀技㊀术㊀与㊀管㊀理E x p e r i m e n t a lT e c h n o l o g y a n d M a n a g e m e n t ㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３６卷㊀第２期㊀２０１９年２月V o l ．３６㊀N o ．２㊀F e b ．２０１９图１㊀系统模型框架图１．２㊀硬件(H a c k R F)H a c k R F是一款软件无线电通用平台,由于其硬件设计可以与各种通信方式进行匹配[６Ｇ７],因此选用H a c k R F作为实验的硬件平台.H a c k R F的硬件架构如图２所示,采用正交低通采样方式进行采样量化,通过U S B２．０与主机通信.图２㊀H a c k R F硬件架构图㊀㊀(１)接收信号.当天线收到无线信号后,编程控制是否放大该信号,然后将信号利用R F F C５０７２和MA X２８３７进行２次下变频,得到模拟基带信号,量化并抽取,最后得到基带数字信号,然后送入主机进行处理.(２)发送过程.与接收过程类似,是一个与接收信号大致相反的过程.H a c k R F是一个半双工器件,收发过程不能同时完成,需要软件切换.１．３㊀软件(G N UR a d i o)G N U R a d i o是一个开源软件平台,但它不是必要的,控制H a c k R F的程序可以由学生自行编写.软件无线电的核心理念就是通用化,硬件平台使用了通用的硬件外设,为避免重复的信号处理以及与外设通信过程,G N U R a d i o集成了方便调用的模块.此外, G N U R a d i o还包含一种图形编程工具(G N U r a d i o c o m p a n y),可以将模块以流图的形式连接并自动生成P y t h o n代码,配合G R C和代码编程,就可以在主机上实现所需的通信过程[８Ｇ１０].２㊀基于H a c k R F的实验系统设计２．１㊀F M接收机F M是一种模拟体制的无线通信,工作频段在８０~１０８MH z,至今仍然有广泛的应用.传统的F M 接收机大多指调频收音机,所需硬件固定㊁功能固定,而且调试复杂[１１Ｇ１２];而配合通用硬件外设H a c k R F与软件G N U R a d i o实现F M通信更具优势.首先,搭建F M接收机模型.系统模型的接收机部分,利用H a c k R F接收指定频段的F M信号,下变频并数字化得到基带未解调F M信号,送入主机进行信息处理,得到解调后的原始音频信息并送入声卡播放,配合其他功能模块实现调频㊁调音量等功能.将此过程通过G R C搭建流图并自动生成实际运行的P y t h o n代码.F M接收机的软件架构如图３所示.图３㊀F M接收机软件架构图㊀㊀根据该架构图,调用相应的模块搭建流图(见图４),实现F M接收.由于F M发送需实现立体声调制,多数学生会遇到困难,因此不作为本实验的必做部分,可以作为课外拓展实验.１３１王㊀辉,等:基于H a c k R F无线通信收发系统创新实验项目研究图４㊀F M接收机G R C流图２．２㊀无线通信收发系统无线通信收发系统实验的软件架构如图５所示.接收机是在F M接收机的基础上,根据GM S K解调理论修改而成;发送机根据调制理论搭建.图５㊀G M S K无线通信系统软件架构图㊀㊀根据该架构图,调用相关模块搭建收发系统,实现文本信息的无线收发.绘制无线通信收发系统的完整工作流程如图６所示.无线通信收发系统的工作流程如下:(１)利用F i l e S o u r c e模块从指定位置读取文本文件,利用P a c k e tE n c o d e r模块对信息进行编码处理,加入默认的h e a d e rc o d e㊁a c c e s sc o d e和p r e a m b l e c o d e,将编码后的数据流送入下一个模块处理;(２)进行数据流的GM S K调制:经过高阶模块GM S K M o d中的底层模块 p a c k e d_t o_u n p a c k e d_b b 将数据流拆分成二进制序列,然后经 c h u n k s_t o_ s y m b o l s_b f 底层模块变为双极性非归零码元序列送入下一个模块;(３)将双极性非归零码元序列送入高斯滤波器进行预调制,并将预调制后的码元序列送入频率调制底层模块,完成频率调制,获得两路同相㊁正交信号,也就２３１实㊀验㊀技㊀术㊀与㊀管㊀理图６㊀工作流程示意图是所谓的基带复信号;(４)通过O s m o c o mS i n k模块与H a c k R FO n e通信,将基带已调制信号经U S B２．０送入H a c k R F O n e 板卡,并且上变频到指定频带,送入无线通信信道,完成GM S K调制过程;(５)通过O s m o c o m S o u r c e模块与H a c k R F O n e 通信,接收机驱动板卡接收指定频带的信号,经过下变频㊁低通采样㊁量化㊁抽取等一系列操作,获取基带正交同相两路信号,经U S B２．０送入P C进行处理;㊀㊀(６)信号流送入GM S K D e m o d高阶模块,首先通过其中的正交解调底层模块,计算出相应的相位差值(频率值),经过增益调整变为正负数字序列,经过时钟同步底层模块恢复时序,再经过抽样判决模块 b iＧn a r y_s l i c e r_f b 对信号流按判决值０进行判决,获得二进制数字序列,送入下一个模块;(７)将已解调的二进制数字序列码元流送入解码模块P a c k e tD e c o d e r,去除数据中添加的内容,还原出原本的数据流;将原本的数据送入F i l eS i n k模块,将数据流写进指定位置文档并存储.３㊀仿真效果３．１㊀F M接收机通过O s m o c o m S o u r c e与H a c k R F通信,将基带未解调信号送入流图,S i g n a l S o u r c e和M u l t i p l y模块组合,利用余弦信号频谱以及时域相乘频域卷积的特性,移动信号频谱,实现信号的软件调频过程.通过L o wP a s sF i l t e r选择频道,并利用R a t i o n a lR e s a mＧp l e r平整波形和调整采样率.利用W B F M R e c e i v e高级模块进行F M解调,得到原始音频信号,并利用M u l t i p l y C o n s t调整音频信号音量,最后送入声卡播放.该过程的核心模块W B F M R e c e i v e使用的是正交解调,也是一种通用频率解调方式.其他模块则旨在设置参数以及构建图形界面,方便观看频谱㊁调整频道和音量.３．２㊀无线通信收发系统能实现文本信息无线收发的通信系统包含发送机和接收机两部分.系统模型包含一个发送机和一个接收机.需要注意的是,搭建F M接收机时选择的是F M解调方式,传输文本信息是数字通信,故对数字调制/解调方法进行对比和选择.利用M a t l a b对数字频率调制/解调进行仿真研究和对比,最终选定了GMＧS K调制/解调为实现技术,仿真结果对比如图７所示.图７㊀M S K和G M S K频谱对比图(下转第１５２页)３３１王㊀辉,等:基于H a c k R F无线通信收发系统创新实验项目研究。

射频收发器的工作原理及应用领域1. 射频收发器的工作原理射频收发器（RF transceiver）是一种能够同时进行射频信号的接收和发送的电子设备。

它的工作原理主要涉及射频信号的调制、放大、传输和解调等过程。

1.1 射频信号调制射频收发器首先需要对待发送的信号进行调制。

调制是指将待发送的信号转换为适合射频传输的宽频带信号。

常用的调制方式包括频移键控（FSK）、正交幅度调制（QAM）和正交频分复用（OFDM）等。

1.2 射频信号放大与传输调制后的信号需要经过射频信号放大器进行增益，以保证信号在传输过程中的稳定性和可靠性。

然后通过射频传输线将信号传输至接收端。

射频传输线的特性对信号的传输质量有着重要的影响，如传输损耗、反射和干扰等。

1.3 射频信号解调接收端的射频收发器需要将接收到的射频信号进行解调，以还原出原始的基带信号。

解调过程与调制过程相反，常用的解调方式包括幅度解调、频率解调和相位解调等。

2. 射频收发器的应用领域射频收发器在无线通信、无线电广播和雷达等领域有着广泛的应用。

2.1 无线通信射频收发器作为无线通信中的关键部件，广泛应用于蜂窝通信、无线局域网（WLAN）、卫星通信和无线传感器网络等。

它可以实现无线信号的传输和接收，在不同频段和调制方式下实现不同的通信需求。

2.2 无线电广播射频收发器在无线电广播中扮演着关键的角色。

它负责将电台发出的音频信号经过调制后转化为无线电信号进行传输，并在接收端进行解调还原出音频信号，实现广播节目的传输和接收。

2.3 雷达系统射频收发器在雷达系统中起到了收发信号的重要作用。

雷达系统通过发射射频信号并接收返回的回波信号来检测目标的距离、速度和方向等信息。

射频收发器负责发射射频信号，并将接收到的回波信号进行放大和解调，然后通过信号处理实现目标的检测和识别。

2.4 其他应用领域除了无线通信、无线电广播和雷达系统外，射频收发器还广泛应用于无线电频率识别（RFID）、无线遥控器、医疗设备和卫星导航系统等领域。

无线通信收发机结构无线通信收发机是无线通信系统的关键部件之一，它负责将电信号转换成无线电波进行传输，并将接收到的无线电波转换成电信号进行解码。

无线通信收发机的结构主要包括天线、射频收发器、中频放大器、解调器等组成部分。

首先，天线是无线通信收发机的重要组成部分，它负责将电信号转换成电磁波进行传输。

天线根据不同的通信协议和频段进行设计，可以是单极化或双极化天线，也可以是定向天线或全向天线，以适应不同的通信场景和需求。

接下来是射频收发器，它是无线通信收发机的核心部件。

射频收发器主要包括射频放大器、频率合成器、混频器和滤波器等。

射频放大器负责将中频信号放大到合适的电平，以提高无线信号的传输距离和质量。

频率合成器用于产生指定的射频信号，以匹配通信系统所使用的频率。

混频器将接收到的射频信号与本地振荡器产生的频率进行混频，得到中频信号。

滤波器用于去除无用的频率分量，以净化信号质量。

中频放大器是无线通信收发机中的另一个重要组成部分。

中频放大器负责将中频信号放大到足够的电平，以提高信号的强度和质量。

中频放大器通常采用集成电路或管式放大器，以满足不同通信系统的需求。

中频放大器还需要具备良好的线性度和抗干扰能力，以确保信号的准确解读和传输。

解调器是无线通信收发机中的最后一个关键部分。

解调器用于对接收到的中频信号进行解码和解调，以还原出原始的音频或数据信号。

解调器主要包括解调器芯片、鉴频器和解调电路等。

解调器芯片负责对接收到的信号进行解码和解调，以还原出原始的数码信号。

鉴频器用于对接收到的信号进行频率鉴定和同步，以确保解调信号的准确性和完整性。

解调电路则用于对解调信号进行调节和放大，以提高信号的质量和稳定性。

除了以上主要组成部分，无线通信收发机还包括功率放大器、信号处理芯片、控制电路等。

功率放大器用于对发射信号进行放大，以提高无线信号的传输距离和质量。

信号处理芯片负责对接收到的信号进行数字处理和编码等，以提高信号的质量和可靠性。

宽带无线通信系统射频收发前端研究作者：许永智来源：《数字化用户》2013年第24期【摘要】随着社会经济的不断发展，我们已经悄然步入信息时代，现代社会信息对于我们生活的影响已经越来越重要，宽带无线通信系统得到了很大的发展，本文针对宽带无线通信系统射频收发前端进行了探讨和研究。

【关键词】无线宽带射频收发前端射频又简称为RF，是一种能够进行空间辐射的电磁波，而射频信号则是一种通过高频电流进行调制以后的电信号，是无线电信号中频率较高的一种信号。

随着无线通信在人们生活各领域的广泛应用，射频技术也有着不可替代的作用。

为了能够使信息传输质量更高，在移动通信射频收发系统中，射频模块处理宽带高频模拟信号，基带部分则处理频率低的模拟和数字信号。

本文通过对无线通信射频收发系统进行设计，根据射频收发系统的工作原理，并对整个无线通信射频收发系统进行技术指标测试。

一、宽带无线通信系统组成系统主要由基带处理单元，中频处理单元，射频单元，协议与控制4 大部分组成。

（一）基带处理单元完成数据信道编码解码处理、CCK 调制解调、同步时钟提取，系统同步控制与处理等。

（二）中频处理单元通过上、下变频，完成射频与中频的转换，并完成数模及模数转换。

（三）射频单元发送端将话音、数据、图像信号调制在发射射频信号上，经滤波、放大、功放送天线发射；接收端接收射频信号，经放大、滤波和变频后，输出固定的中频信号到中频处理模块。

（四）协议与控制单元TDMA/TDD 协议控制、数据组帧与完整性检测处理，提供图像，语音，数据等的接口，以便进入处理单元。

二、无线通信射频收发系统设计无线通信射频收发系统由射频收发系统工作原理我们可以得知，接收机为超外差结构，信号在经过2次下变频以后，RF频段为3.5GHZ，射频为100MHZ，当信号路过滤波器以后，通过低噪声放大器等进行处理，并与本振混频变频道中频2.5GHZ、100MHZ，放大处理后由IQ 解调进入ADC；而发射机为直接变频结构，信号只需要通过1次上变频，由过滤器放大IQ调制，并发射射频线路，通过滤波器由PA调制，随后进行开关和天线发射。

《无线收发器设计指南：现代无线设备与系统篇》读书札记目录一、无线收发器基础概念 (2)1.1 无线通信原理简介 (3)1.2 无线收发器的功能与分类 (4)1.3 现代无线收发器的发展趋势 (5)二、无线收发器设计要素 (6)2.1 无线收发器的硬件设计 (8)2.1.1 射频前端设计 (9)2.1.2 模数转换器 (10)2.1.3 数模转换器 (12)2.1.4 天线与射频模块 (13)2.1.5 电源管理与稳压电路 (14)2.2 无线收发器的软件设计 (15)2.2.1 微控制器与嵌入式系统 (16)2.2.2 通信协议与数据处理算法 (17)2.2.3 驱动程序与固件开发 (19)2.3 无线收发器的系统设计与布局 (20)2.3.1 系统架构设计 (22)2.3.2 PCB布局与布线 (23)2.3.3 散热与电磁兼容性设计 (25)三、无线收发器应用案例分析 (26)3.1 无线传感器网络 (27)3.2 蓝牙技术 (29)四、无线收发器设计挑战与解决方案 (30)4.1 信号干扰与抑制技术 (31)4.2 无线收发器的能效优化 (32)4.3 多频段与多标准支持 (34)4.4 安全性与可靠性问题 (35)五、未来展望与建议 (37)5.1 无线收发器技术的未来发展方向 (38)5.2 对无线收发器设计的建议与展望 (40)一、无线收发器基础概念在深入探讨无线收发器的设计与应用之前，我们首先需要明确其基础概念。

无线收发器，作为无线通信的核心组件，它不仅实现了信号的发送与接收，更承载着数据传输的关键任务。

传统的无线收发器常采用分立元件或集成电路来实现信号的调制与解调。

这些技术虽然成熟稳定，但在集成度、功耗和成本等方面存在一定的局限性。

随着技术的不断进步，单片无线收发器应运而生，它集成了多种功能，包括天线、放大器、调制解调器等，大大简化了系统的设计与实现过程。

无线收发器的设计也充分考虑了通信协议的要求，不同的无线标准（如WiFi、蓝牙、ZigBee等）对信号传输的速率、带宽、功耗等参数有着不同的定义。

射频电路研究背景和意义背景：射频电路最主要的应用领域就是无线通信，由一下来分析射频电路在整个无线通信系统中的作用。

无线通信收发机（tranceiver）的系统模型中，它包含了发射机电路、接收机电路以及通信天线。

这个收发机可以应用于个人通信和无线局域网络中。

在这个系统中，数字处理部分主要是对数字信号进行处理，包括采样、压缩、编码等；然后通过A/D转换器转换器变成模拟形式进入模拟信号电路单元。

模拟信号电路分为两部分：发射部分和接收部分。

发射部分的主要作用是：数- 模转换输出的低频模拟信号与本地振荡器提供的高频载波经过混频器上变频成射频调制信号，射频信号经过天线辐射到空间中去。

接收部分的主要作用是：空间辐射信号经过天线耦合到接收电路中去，接收到的微弱信号经过低噪声放大器被放大后与本地振荡信号经过混频器下变频为包含中频信号分量的信号。

滤波器的作用就是将有用的中频信号滤出来后输入模-数转换器转换成数字信号，然后进入数字处理部分处理。

低噪声放大器（LNA）讨论一般射频电路的组成和特点。

输入信号是通过一个经过匹配滤波网络输入放大模块。

放大模块一般采用晶体管的共射极结构，其输入阻抗必须与位于低噪声放大器前面的滤波器的输出阻抗相匹配，从而保证最佳传输功率和最小反射系数，对于射频电路设计来说，这种匹配是必须的。

此外，低噪声放大器的输出阻抗必须与其后端的混频器输入阻抗相匹配，同样能保证放大器输出的信号能完全、无反射的输入到混频器中去。

这些匹配网络是由微带线组成，在有些时候也可能由独立的无源器件组成，但是它们在高频情况下的电特性与在低频的情况下完全不同。

微带线实际上是一定长度和宽度的敷铜带，与微带线连接的是片状电阻、电容和电感。

在电子学理论中，电流流过导体，导体周围会形成磁场；交变电流通过导体，导体周围会形成交变的电磁场，称为电磁波。

在电磁波频率低于100khz时，电磁波会被地表吸收，不能形成有效的传输，但电磁波频率高于100khz时，电磁波可以在空气中传播，并经大气层外缘的电离层反射，形成远距离传输能力，我们把具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频，英文缩写：RF。