第3章 发射机与接收机结构.
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雷达原理3-雷达接收机新ppt课件.ppt
S i
m in
k T0 Bn F0
So No
m in
(3.2.36)
通常,我们把(So/No)min称为“识别系数”, 并用M表示, 所以灵敏 度又可以写成
S i
m in
kT0Bn F0M
(3.2.37)
第3章雷达接收机
为了提高接收机的灵敏度, 即减少最小可检测信号功率Si min, 应做到:
F 1 N
k T0 BnGa
ΔN2=(F2-1)kT0BnG2
于是式(3.2.24)可进一步写成
(3.2.25)
No=kT0BnG1G2F0=kT0BnG1G2F1+(F2-1)kT0BnG2
化简后可得两级级联电路的总噪声系数
F0
F1
F2 1 G1
(3.2.26)
第3章雷达接收机 三级级联推导
之比, 叫做动态范围。
第3章雷达接收机 4. 中频的选择和滤波特性
接收机中频的选择和滤波特性是接收机的重要质量指标之 一。
在中频的选择可以从30 MHz到4GHz之间。 如何选择接收机的中频？ 短波接收机为什么选在465KHz？
在白噪声(即接收机热噪声)背景下应该选择何种滤波方式？
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
第3章雷达接收机
雷达接收机的任务是通过适当的滤波将天线上收到的微弱高频信号从伴随的 噪声和干扰中选择出来，同时处理后送到终端设备。 主要组成部分是:
第3章-广播电视系统
基色混色曲线一致。
7.γ校正 减小显像管和摄像管光电转换特性的非线形。
3.3.2 切换及特技处理 1. 电子编辑 电子编辑的方式通常有两种,即插入和组合。 2. 特技处理 特技发生器的功能有: ·切换 ·混合 ·划变 ·软 键 , 主 要 是 把 黑 白 摄 像 机 拍 摄 的 图 案 插 入
到节目图像中去 ·键控,分为内键和外键两种
残留边带调幅就是发送一个完整的上边带和一小部 分下边带，抑制大部分下边带。图像信号采用残留边带调 幅可使已调图像信号的频带较窄，滤波器易实现；
图3―16 残留边带调幅的幅频特性
图3―17 接收机中放幅频特性
视频信号为一单极性信号，经调制后可以是正极性射频信 号，也可以是负极性射频信号。我国采用的是负极性调制的方 法。
3. 电视发射机的主要指标 根据我国的电视标准,电视发射机有以下主要指 标: ·标 称 射 频 频 道 宽 度 : 8 M H z ·伴 音 载 频 与 图 像 载 频 的 频 距 : ± 6 . 5 M H z ·频 道 下 限 与 图 像 载 频 的 频 距 : - 1 . 2 5 M H z ·图 像 信 号 主 边 带 标 称 带 宽 : 6 M H z ·图像信号VSB标称带宽:0.75MHz。
1.彩色电视摄像机的基本组成 目前,实用化的彩色摄像机主要是三管彩色摄像 机和单管彩色摄像机两种。各种摄像机的构造类似, 一般由以下几部分组成: (1)摄像机头。包括镜头、分光系统、摄像管、 预放器、扫描电路、寻像器、摄像管电源及附属设 备等。
(2)视频信号处理部分。主要包括视频放大、增 益调整、白电平调整、黑电平调整、电缆校正、黑 斑校正、轮廓校正、彩色校正、γ校正、杂散光补偿、 矩阵电路及消隐电路等。
B=2(Δfm+Fmax)=2(50+15)=130kHz
7.γ校正 减小显像管和摄像管光电转换特性的非线形。
3.3.2 切换及特技处理 1. 电子编辑 电子编辑的方式通常有两种,即插入和组合。 2. 特技处理 特技发生器的功能有: ·切换 ·混合 ·划变 ·软 键 , 主 要 是 把 黑 白 摄 像 机 拍 摄 的 图 案 插 入
到节目图像中去 ·键控,分为内键和外键两种
残留边带调幅就是发送一个完整的上边带和一小部 分下边带，抑制大部分下边带。图像信号采用残留边带调 幅可使已调图像信号的频带较窄，滤波器易实现；
图3―16 残留边带调幅的幅频特性
图3―17 接收机中放幅频特性
视频信号为一单极性信号，经调制后可以是正极性射频信 号，也可以是负极性射频信号。我国采用的是负极性调制的方 法。
3. 电视发射机的主要指标 根据我国的电视标准,电视发射机有以下主要指 标: ·标 称 射 频 频 道 宽 度 : 8 M H z ·伴 音 载 频 与 图 像 载 频 的 频 距 : ± 6 . 5 M H z ·频 道 下 限 与 图 像 载 频 的 频 距 : - 1 . 2 5 M H z ·图 像 信 号 主 边 带 标 称 带 宽 : 6 M H z ·图像信号VSB标称带宽:0.75MHz。
1.彩色电视摄像机的基本组成 目前,实用化的彩色摄像机主要是三管彩色摄像 机和单管彩色摄像机两种。各种摄像机的构造类似, 一般由以下几部分组成: (1)摄像机头。包括镜头、分光系统、摄像管、 预放器、扫描电路、寻像器、摄像管电源及附属设 备等。
(2)视频信号处理部分。主要包括视频放大、增 益调整、白电平调整、黑电平调整、电缆校正、黑 斑校正、轮廓校正、彩色校正、γ校正、杂散光补偿、 矩阵电路及消隐电路等。
B=2(Δfm+Fmax)=2(50+15)=130kHz
发射机和接收机原理
发射机和接收机原理
发射机就是将信号按一定频率发射出去的装置。
发射机按调制方式可可分为调频（FM），调幅(AM)，调相（PM）和脉冲调制四大类。
又有模拟和数字之分。
发射机包括三个部分：高频部分，低频部分，和电源部分。
接收机是用于电信号的通信设备。
由于来自于空间的电磁波已经很微弱，且夹杂着大量的干扰与噪声，接收机必须具有放大信号、选择信号、排除干扰以及对信号进行解调的能力。
接收机的类型大致有三种，分别是直放式、超外差式和超再生式。
第三章调频广播发射机
第三章 调频广播发射机3.1 概述在声音无线广播领域，目前主要有两种方式，一种是工作于中波和短波波段的调幅广播方式，一种是工作于VHF波段的调频广播方式。
我国在相当长的时间内，首先要解决幅员辽阔、人口覆盖问题和对外宣传问题，因此以中波和短波为主要方式。
进入80年代后，随着人们对高质量广播的需求越来越高，调频广播方式开始为各级电台采用，到80年代后期我国的调频广播迅速的发展起来。
中央及各级调频台大部分采用1K W～10KW功率等级发射机，发射台一般设置在高山上和电视塔上，覆盖着城市稠密的人群；中小城市一般采用自立式铁塔作支撑架设天线，多采用300W～5KW发射机，而县乡城镇多采用小调频10W～100W 发射机。
现在，我国的调频广播发射机研制生产能力已得到长足的进步。
本公司陆续推出了3W～10KW各功率等级的全固态调频立体声广播发射机，并已批量生产。
以后调频广播主要向数字化方向发展。
本书以本公司的部分调频发射机为参考机型，讲述调频立体声广播发射机的原理、操作与维护。
3.2调频广播的理论知识3.2.1 调频和调频波各种方式无线电广播都是把电磁波作为载体，以不同的方式把信息装载后发射出去，在接收端再以相应的方式把信息取出来。
前一过程称之为调制（Modulation），后一过程称之为解调（Demodulation）。
作为载体的电磁波称为载波；用数学表达式可表示如下：u c(t)=U c cos2πf c t 或u c(t)=U c cosωc t 式（3-1）式中：u c(t)为任意时间t的电压瞬时值；U c为载波信号的最大振幅；ωc（＝2πf c）为载波信号的角频率；f c－载波频率；作为调制信号的音频，以单音为例，用数学表达式可表示如下：uΩ(t)=UΩcosΩt＝UΩcos2πFΩt 式（3-2）式中：uΩ(t)为调制音频电压瞬时值；UΩ为调制音频电压的最大峰值；ωΩ为调制音频的角频率；FΩ为调制音频频率；到目前为止，作为发射机的主要调制方式有两种，即调幅AM（Amplitude Modulation）和调频FM（Frequeny Modulation）。
第3节教材光收发设备
3. 光学谐振腔
• 图3-8 光学谐振腔的结构
31
3. 光学谐振腔
• 图3-9 激光器示意图
32
3. 光学谐振腔
• 综合上述分析可知，要构成一个激光器，必须具备以下三个组成部分: 工作物 质、泵浦源和光学谐振腔。
• 工作物质在泵浦源的作用下发生粒子数反转分布，成为激活物质，从而有光的 放大作用。
22
3. 光和物质的相互作用
• 图3-6 原子的受激吸收
23
3. 光和物质的相互作用
（3）受激辐射 处于高能级E2的电子, 当受到外来光子的激发而跃
迁到低能级E1时, 放出一个能量为hf的光子。由于这个过 程是在外来光子的激发下产生的, 因此叫做受激辐射。 受激辐射的特点如下。 ① 外来光子的能量等于跃迁的能级之差。 ② 受激过程中发射出来的光子与外来光子不仅频率相同, 而且相位、偏振方向和传播方向都相同, 因此称它们 是 全同光子。 ③ 这个过程可以使光得到放大。
24
3. 光和物质的相互作用
• 图3-7原子的受激辐射
25
3.1.2 激光器的工作原理
• 激光器是指能够产生激光的自激振荡器。 • 要使得光产生振荡, 必须先使光得到放大,
而产生光放大的前提, 由前面的讨论可知, 是 物质中的受激辐射必须大于受激吸收。 • 受激辐射是产生激光的关键。
26
3.1.2 激光器的工作原理
“0”码平均发送光功率之比。可用下式表示
（3-1）
式中, P11为全“1”码时的平均光功率；P00为 全 “0”码时的平均光功率。一般要求EXT≥10dB 。
5
3.0.1 光发送机
（3）调制特性要好 所谓调制特性好, 是指光源的P−I曲线在使用范围内 线性特性好, 否则在调制后将产生非线性失真。 除此之外, 还要求电路尽量简单、成本低、稳定性 好、光源寿命长等。
软件无线电第三章软件无线电的结构新版
频为 0的信号 S(n)。
任何一种调制形式的信号都可以分解出同相分 量和正交分量，用它们完全可以描述该给定信 号的特征，而对信号进行接收解调的目的实际 就是提取这两个正交分量。
1）数字混频法的实现如图所示：
S (n)
cos(0n)
H LP (e j )
I (n)
sin(0n)
H LP (e j )
这种结构模型必须首先确知在哪个信道上有信号。 其潜在问题是需要一个搜索或监视接收机的专用 设备对全频段进行搜索监视，如果搜索速度不够 快，就会遗漏或丢失信号。
通常，软件无线电采用宽带带通采样，采样的数 据包含多个信道的信息，如何同时处理这些信息？
引入并行多通道处理理论和软件无线电信道化结 构模型。
超宽带功 率放大器
超高速超 宽带A/D
fs 2 fmax
超高速超 宽带D/A
超高 速
DSP 软件
这种结构的优缺点
优点：对射频信号直接采样，符合软件无线电 概念的定义。
缺点： （1）需要的采样频率太高，特别还要求采用大动
态、多位数的A/D/A时，显然目前的器件水平 无法实现。 （2）前端超宽的接收模式会对整个结构的动态范 围有很高的要求，工程实现极为困难。 所以这种结构只实用于工作带宽不太宽的场合。
本结构使前端电路设计得以简化，信号经过接 收通道后的失真也小，而且通过后续的数字化 处理，本结构具有更好的波形适应，信号带宽 适应性以及可扩展性。
本结构的射频前端比较复杂，它的功能是将射 频信号转换为适合于A/D采样的宽带中频或把 D/A输出的宽带中频信号变换为射频信号。
3.1.4 三种软件无线电结构的等效数字谱
X (n)
cos(0n)
H1(e j )
任何一种调制形式的信号都可以分解出同相分 量和正交分量，用它们完全可以描述该给定信 号的特征，而对信号进行接收解调的目的实际 就是提取这两个正交分量。
1）数字混频法的实现如图所示：
S (n)
cos(0n)
H LP (e j )
I (n)
sin(0n)
H LP (e j )
这种结构模型必须首先确知在哪个信道上有信号。 其潜在问题是需要一个搜索或监视接收机的专用 设备对全频段进行搜索监视，如果搜索速度不够 快，就会遗漏或丢失信号。
通常，软件无线电采用宽带带通采样，采样的数 据包含多个信道的信息，如何同时处理这些信息？
引入并行多通道处理理论和软件无线电信道化结 构模型。
超宽带功 率放大器
超高速超 宽带A/D
fs 2 fmax
超高速超 宽带D/A
超高 速
DSP 软件
这种结构的优缺点
优点：对射频信号直接采样，符合软件无线电 概念的定义。
缺点： （1）需要的采样频率太高，特别还要求采用大动
态、多位数的A/D/A时，显然目前的器件水平 无法实现。 （2）前端超宽的接收模式会对整个结构的动态范 围有很高的要求，工程实现极为困难。 所以这种结构只实用于工作带宽不太宽的场合。
本结构使前端电路设计得以简化，信号经过接 收通道后的失真也小，而且通过后续的数字化 处理，本结构具有更好的波形适应，信号带宽 适应性以及可扩展性。
本结构的射频前端比较复杂，它的功能是将射 频信号转换为适合于A/D采样的宽带中频或把 D/A输出的宽带中频信号变换为射频信号。
3.1.4 三种软件无线电结构的等效数字谱
X (n)
cos(0n)
H1(e j )
(整理)第三章 光发射机
第 3 章光发射机3．1 概论在光纤通信中，将电信号转变为光信号是由光发射机来完成的。
Components of an optical transmitter光发射机的关键器件是光源，光纤通信对光源的要求可以概括为：( 1 ）光源发射的峰值波长，应在光纤低损耗窗口之内;( 2 ）有足够高的、稳定的输出光功率；( 3 ）电光转换效率高，驱动功率低，寿命长，可靠性高；( 4 ）单色性和方向性好，以减少光纤的材料色散，提高光源和光纤的耦合效率；( 5 ）易于调制，响应速度快，以利于高速率、大容量数字信号的传输；( 6 ）强度噪声要小，以提高模拟调制系统的信噪比；( 7 ）光强对驱动电流的线性要好，以保证有足够多的模拟调制信道。
光纤通信中最常用的光源是半导体激光（LD ）和发光二极管（LED ) ，尤其是单纵模（或单频）半导体激光器，在高速率、大容量的数字光纤系统中得到广泛应用。
近年来逐渐成熟的波长可调谐激光器是多信道WDM 光纤通信系统的关键器件，越来越受到人们的关注。
对半导体光源可以进行直接调制，即注入调制电流而实现光波强度调制。
直接调制光发射机框图上图是按数字调制设计的，如果采用模拟调制，除编码电路外，其他结构完全相同。
信号经复用和编码后，通过调制器对光源进行光强度调制。
发送光的一部分反馈到光源的输出功率稳定电路，即光功率控制（AGC ）电路。
因为输出光功率与温度有关，一般还加有自动温度控制（ATC ）电路。
外部调制光发射机框图上图是采用外部调制器的光发射机电路，光源发出的连续光信号，送入外部调制器，信息信号经复用、编码后通过外部调制器对连续光的强度、相位或频率进行调制。
大多数情况均采用直接调制光载波的调制方式，但是在高速率 DWDM 系统和相干检测系统中必须采用光的外部调制。
光发射机的比特速率常常由电子器件所限制，而不是半导体激光器本身。
合理的设计可使光发射端机工作在 10 ~15 Gb/s 速率。
雷达原理第三章-雷达接收机
雷达接收机的组成
3. 失真
混频——频谱线性搬移——非线性器件——平方项 非线性器件——高次方项——产生组合频率——干扰、失真
（1）干扰哨声
特征：接收机音频出现哨叫 混频输入：仅有有用射频 f R F
f R F 非线性 器件
本振
中频
f IF
滤波器
主中频： fIFfRFfLO （二次方项）
组合频率 pfRF qfLO fIF F 付波道中频
一、 超外差式雷达接收机的组成 主要组成部分是:
按照雷达接收机中回波信号的频率变换过程，可以将超外差 式雷达接收机划分为高频、中频和视频三部分。
高频部分指接收机的微波电路，又称雷达接收机的高端，包 括接收机保护电路、低噪声高频放大器、混频器和本机振荡器。
中频部分指中频放大器、匹配滤波器、检波器。 视频部分为视频放大器等信号频率为视频的电路。第二混频 器及相关电路包含在中频放大器中。
3.视频部分： 检波：包络检波，同步（频）检波（正交两路）， 相位检波。 放大：线形放大，对数放大，动态范围。
雷达接收机的组成
（一）关于低噪声放大器
低噪声放大器(Low Noise Amplifier，简称LNA)是射频接 收机前端的主要部分。
它主要有以下几个特点：
1、处于接收机的前端就要求它的噪声系数越小越好。 为了抑制后面几级噪声对系统的影响，还要求有一定的 增益，为了不使后级器件过载，产生非线性失真它的增 益又不能太大。在此放大器在工作频段内应该是绝对稳 定的。
1.高频部分：
T/R 及保护器：发射机工作时，使接收机输入端短路， 并对大信号限幅保护。 低噪声高放：提高灵敏度，降低接收机噪声系数，热 噪声增益。 Mixer，LD，AFC（自动频率微调）：保证本振频率 与发射频率差频为中频，实现变频。
接收机的组成框图
图0.2.1 无线通信系统
主要由三部分组成：发射装置、接收装 置、传输媒质（信道）。关键设备是发射机 和接收机。 0.2
三、发射机的组成框图
图0.2.2
发送设备框图（发送设备工作原理动画）
0.2
1、高频部分的作用： （A）交变得电振荡可利用天线向空中辐射出去，但 天线长度必须和电振荡的波长差不多。 如：音频频率范围 20-20kHz 语音分布在 300-3000Hz；
0.1
0.2
无线电通信系统
调制
一、声音是如何传到远方的？
人耳能听到的声音（f=20-20KHz），声波 在空气中传播的速度340米∕秒，且衰减很快。 把声音传到远方采用的方法是： 将声音变为电信号，将反映声音变化规律 的电信号借助非线性电子器件进行变换和处理， 由发射机将该信号变为足够强的高频电振荡， 解调 由天线变为电信号向媒体辐射。该过程称为发 送。 传送到远方由接收机接收后，经过与发射 相反的变换过程及放大后，再经电→声，变换 为原声音。该过程称为接收。 0.2
设：高频振荡即载波：
c t Vcm cos ct 0 Vcm cos t
c 2 fc
fc 称为载频 表示待发送的信号(有用信、调制信号、音频信号)。
0.2
根据受控参数不同，调制可分为： 振幅调制(Amplitude Modulation)， 简称为调幅 （AM） 频率调制(Frequency Modulation)，简称调 频（FM） 相位调制(Phase Modulation) ，简称调相（PM）
由于调频和调相都使载波的总相角产生变化，故又 统称为调角。
如：当 f 5 106 Hz时， =60米
0.2
四、接收机的组成框图
光发射机与光接收机
高速调制技术
01
02
03
外调制技术
利用外部调制器对光信号 进行调制，实现高速率、 高效率的光信号传输。
直接调制技术
通过直接改变光源的驱动 电流或电压来实现光信号 的调制，具有简单、易实 现的优点。
先进调制格式
采用高阶调制格式如 QAM、OFDM等，提高 光信号的频谱效率和传输 性能。
灵敏度提升技术
移动通信
在5G和未来的6G移动通信网络 中，光发射机和光接收机可用于 实现高速、大容量的数据传输，
提升网络性能。
数据中心互联
随着云计算、大数据等技术的快 速发展，数据中心之间需要大容 量、低时延的数据传输，光发射 机和光接收机是实现这一目标的
关键技术之一。
广播电视领域应用
有线电视网络
光发射机和光接收机可用于有线 电视网络中的信号传输和接收， 提供高清、稳定的电视信号。
光接收机的灵敏度、动态范围等性能对接收到的 光信号进行准确解调至关重要。
光发射机与光接收机需相互匹配，以确保信号在 传输过程中的稳定性和可靠性。
性能指标对比
光发射机主要性能指标
输出光功率、消光比、光谱宽度、波 长稳定性等。
光接收机主要性能指标
灵敏度、动态范围、误码率、接收带 宽等。
04
关键技术与挑战
工作过程
光信号接收
光电转换
信号放大与处理
时钟提取与数据再 生
输出电信号
光接收机首先接收来自 光纤的光信号。
光信号经过光电转换器 件转换为电流信号。
电流信号经过前置放大 器和主放大器进行放大 ，以提高信号的幅度和 信噪比。同时，可能还 需要进行波形整形、均 衡等处理，以优化信号 质量。
从经过处理的信号中提 取时钟信息，并用于数 据再生，以确保数据的 准确性和可靠性。
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振荡器2
1 2
带通滤 波器 功放
二步法变换的发射机方案
优点：在较低的频率上调制，调制性能较好 缺点：对带通滤波器的性能要求比较高。 滤除边带信号 2 1 。
第3章发射机与接收机结构
3.3
接收机方案
接收机：从天线感应的众多信号中选出已调信号， 再通过检波器取出基带信号。
接收天线
音频信号)
第3章发射机与接收机结构
1、采用混频器方案的三个方面原因：
(1) 中频段实现对有用信道的选择，比在高频载 波频段选择对其后滤波器Q值的要求低很多； (2) 接收机的总增益分散到了高频、中频和基 带三个频段上； (3) 在较低的固定中频上解调也相对容易。
第3章发射机与接收机结构
2、超外差接收机的缺点：组合干扰频率多
接收天线
低噪声放大器
检波器
低频放大器
扬声器
直接放大式接收机方框图
优点：提高了灵敏度（接收微弱信号的能力） 和选择性（区分不同电台的能力）。
第3章发射机与接收机结构
接收天线
低噪声放大器
检波器
低频放大器
扬声器
直接放大式接收机方框图
• 但对于不同频率，接收机的灵敏度和选择性 变化比较剧烈，而且灵敏度因为受到低噪声放大 器不稳定的影响，不能过高，由于这些缺点，所 以现在已很少用上面直接放大式接收机，现在的 接收机几乎全部采用超外差结构。
3.2
发射机方案
发射机：把基带信号变成高频已调信号发射出去。 原因：(1) 有效地把信号以电磁波的方式辐射出去； (2) 有效地利用频带。 发射机主要功能：调制、上变频、功率放大 方案：a 直接变换法：调制和上变频合二为一， 在一个电路中实现； b 两步法：先在较低的中频上调制，再将已调信 号的频率移到发射的载频上。
第3章发射机与接收机结构
第一章 小结
谐振频率ω0=
并联：Q R 0CR 0 L
1 特性阻抗 0 L 0C
R
1 1 或f 0 LC 2 LC
0 L 1 串联：Q R 0CR R
1 X P (1 2 ) X s Q0 XP XS 1 1 2 Q0
串联到并联： RP (1 Q02 )rs
RP 并联到串联： rs 2 1 Q0
第3章发射机与接收机结构
第3章 发射机与接收机结构
3.1 发射机与接收机的一般功能 3.2 发射机方案 3.3 接收机方案
第3章发射机与接收机结构
话 筒
音频 放大器
调制器 载波振荡器
变频器
激励放大
第3章发射机与接收机结构
3.2.1 直接变换实现方案
高频振荡器 倍频 中间放大 调制、功放 传输线
话筒
音频放大
调幅发射机方框图
优点：方法简单 缺点：本振频率不稳定，直接影响发射机的各项 性能指标(P56)
第3章发射机与接收机结构
3.2.1 改进的直接变换法
振荡器1
1
1 2
带通滤波器 调制器 带通滤波器
接受机的一般功能：
从众多的电磁波中选出有用信号，并放大到 解调器所要求的电平值后再由解调器解调，将 已调信号变为低频调制信号。主要性能指标是 灵敏度和选择性。
第3章发射机与接收机结构
发射机、接收机的关键技术
(1) 选择合适的调制和解调的方式 选择抗干扰性能好、频带利用率高、调制
功率有效性好的调制方式。
射频信号、本地振荡、混入的干扰信号通过变 频器非线性特性产生的组合频率。 主通道：射频信号与本振产生中频的通道 寄生通道：干扰与本振产生中频的通道
第3章发射机与接收机结构
3、镜像干扰：寄生通道干扰最严重的一种
镜像干扰信号
im LO IF
镜像信号：与本振混频后是中频信号，接后的 滤波器无法滤除，降低了中频信号的信噪比， 造成干扰。 消除镜像干扰：在变频器前面增加滤波器
(2) 选择性好 接收机能从众多的信号中选出有用信号抑 制干扰信号。 (3) 接收机的灵敏度 灵敏度：接收微弱信号的能力。
第3章发射机与接收机结构
(4) 发射机中具备高效率不失真的功率放大器
(5)天线转换器）
损耗小，响应速度快、隔离度高。
第3章发射机与接收机结构
输出功率 放大 天线开关
信源
发送设备/发射机/发信机
共用 设备
扬 声 器
音频 放大器
解调器
中频放大 过滤器
混频器
低噪声放 大器
信宿
接收设备/接收机/收信机
本地振荡器
无线通信系统的基本组成
第3章发射机与接收机结构
发射机的一般功能：
完成有用低频信号对高频载波的调制，将其 变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过 天线发射的有足够辐射功率的电磁波。主要性能 指标是射频信号的频谱、功率和发射机的效率。
检波器
扬声器
最简单的接收机方框图
最简单的接收机不实用，因为：
(1) 接收到的电磁波微弱，必须经过高频放大 (2) 对天线感应的信号应有所选择。
第3章发射机与接收机结构
为了有效选择所需的接收信号，需要提高接受机的 灵敏度及选择性。通常在检波器之前加一级至几级 带有选频特性的低噪声放大器（高频小信号放大器）， 其作用是把所需的频带（电台）挑选出来并适当放大， 同时把不要的信号滤除掉，以免产生干扰。
第3章发射机与接收机结构
频带Band？
BPF1 低噪声 放大器
信道Channel？
混频器
VRF cos RF t Vim cos imt
BPF2
中频 放大
解调
VLO cos LOt
超外差式接收机射频部分的结构方框图
BPF1：中心频率很高，带宽较大，主要用于选 择频带，滤除频带外信号 BPF2：中心频率很低，用于选择信道或有用信号
振荡器2 2
基带信号
带两个本振的直接变换发射机方案
载波频率： 1 2 优点：发射频率和两个本振频率相差很远，不易 发生强信号对本振频率的牵引，提高载波频率 的稳定性。
第3章发射机与接收机结构
3.2.2 二步法变换实现方案
振荡器1
1
调制器
基带信号
1 带通滤 变频器 波器 2
第3章发射机与接收机结构
3.3.1 超外差接收方案
低噪声放大器 混频器 带通滤 波器 中频放大 检波器 低频放大器 扬声器
接收天线
变频器
本地振荡器
IF LO RF
外差：输入射频信号和本振信号产生差频的过程
超外差：输入射频信号和本振信号产生一个固定中频
信号的过程。(比高频信号低，比低频信号高的超
1 2
带通滤 波器 功放
二步法变换的发射机方案
优点：在较低的频率上调制，调制性能较好 缺点：对带通滤波器的性能要求比较高。 滤除边带信号 2 1 。
第3章发射机与接收机结构
3.3
接收机方案
接收机：从天线感应的众多信号中选出已调信号， 再通过检波器取出基带信号。
接收天线
音频信号)
第3章发射机与接收机结构
1、采用混频器方案的三个方面原因：
(1) 中频段实现对有用信道的选择，比在高频载 波频段选择对其后滤波器Q值的要求低很多； (2) 接收机的总增益分散到了高频、中频和基 带三个频段上； (3) 在较低的固定中频上解调也相对容易。
第3章发射机与接收机结构
2、超外差接收机的缺点：组合干扰频率多
接收天线
低噪声放大器
检波器
低频放大器
扬声器
直接放大式接收机方框图
优点：提高了灵敏度（接收微弱信号的能力） 和选择性（区分不同电台的能力）。
第3章发射机与接收机结构
接收天线
低噪声放大器
检波器
低频放大器
扬声器
直接放大式接收机方框图
• 但对于不同频率，接收机的灵敏度和选择性 变化比较剧烈，而且灵敏度因为受到低噪声放大 器不稳定的影响，不能过高，由于这些缺点，所 以现在已很少用上面直接放大式接收机，现在的 接收机几乎全部采用超外差结构。
3.2
发射机方案
发射机：把基带信号变成高频已调信号发射出去。 原因：(1) 有效地把信号以电磁波的方式辐射出去； (2) 有效地利用频带。 发射机主要功能：调制、上变频、功率放大 方案：a 直接变换法：调制和上变频合二为一， 在一个电路中实现； b 两步法：先在较低的中频上调制，再将已调信 号的频率移到发射的载频上。
第3章发射机与接收机结构
第一章 小结
谐振频率ω0=
并联：Q R 0CR 0 L
1 特性阻抗 0 L 0C
R
1 1 或f 0 LC 2 LC
0 L 1 串联：Q R 0CR R
1 X P (1 2 ) X s Q0 XP XS 1 1 2 Q0
串联到并联： RP (1 Q02 )rs
RP 并联到串联： rs 2 1 Q0
第3章发射机与接收机结构
第3章 发射机与接收机结构
3.1 发射机与接收机的一般功能 3.2 发射机方案 3.3 接收机方案
第3章发射机与接收机结构
话 筒
音频 放大器
调制器 载波振荡器
变频器
激励放大
第3章发射机与接收机结构
3.2.1 直接变换实现方案
高频振荡器 倍频 中间放大 调制、功放 传输线
话筒
音频放大
调幅发射机方框图
优点：方法简单 缺点：本振频率不稳定，直接影响发射机的各项 性能指标(P56)
第3章发射机与接收机结构
3.2.1 改进的直接变换法
振荡器1
1
1 2
带通滤波器 调制器 带通滤波器
接受机的一般功能：
从众多的电磁波中选出有用信号，并放大到 解调器所要求的电平值后再由解调器解调，将 已调信号变为低频调制信号。主要性能指标是 灵敏度和选择性。
第3章发射机与接收机结构
发射机、接收机的关键技术
(1) 选择合适的调制和解调的方式 选择抗干扰性能好、频带利用率高、调制
功率有效性好的调制方式。
射频信号、本地振荡、混入的干扰信号通过变 频器非线性特性产生的组合频率。 主通道：射频信号与本振产生中频的通道 寄生通道：干扰与本振产生中频的通道
第3章发射机与接收机结构
3、镜像干扰：寄生通道干扰最严重的一种
镜像干扰信号
im LO IF
镜像信号：与本振混频后是中频信号，接后的 滤波器无法滤除，降低了中频信号的信噪比， 造成干扰。 消除镜像干扰：在变频器前面增加滤波器
(2) 选择性好 接收机能从众多的信号中选出有用信号抑 制干扰信号。 (3) 接收机的灵敏度 灵敏度：接收微弱信号的能力。
第3章发射机与接收机结构
(4) 发射机中具备高效率不失真的功率放大器
(5)天线转换器）
损耗小，响应速度快、隔离度高。
第3章发射机与接收机结构
输出功率 放大 天线开关
信源
发送设备/发射机/发信机
共用 设备
扬 声 器
音频 放大器
解调器
中频放大 过滤器
混频器
低噪声放 大器
信宿
接收设备/接收机/收信机
本地振荡器
无线通信系统的基本组成
第3章发射机与接收机结构
发射机的一般功能：
完成有用低频信号对高频载波的调制，将其 变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过 天线发射的有足够辐射功率的电磁波。主要性能 指标是射频信号的频谱、功率和发射机的效率。
检波器
扬声器
最简单的接收机方框图
最简单的接收机不实用，因为：
(1) 接收到的电磁波微弱，必须经过高频放大 (2) 对天线感应的信号应有所选择。
第3章发射机与接收机结构
为了有效选择所需的接收信号，需要提高接受机的 灵敏度及选择性。通常在检波器之前加一级至几级 带有选频特性的低噪声放大器（高频小信号放大器）， 其作用是把所需的频带（电台）挑选出来并适当放大， 同时把不要的信号滤除掉，以免产生干扰。
第3章发射机与接收机结构
频带Band？
BPF1 低噪声 放大器
信道Channel？
混频器
VRF cos RF t Vim cos imt
BPF2
中频 放大
解调
VLO cos LOt
超外差式接收机射频部分的结构方框图
BPF1：中心频率很高，带宽较大，主要用于选 择频带，滤除频带外信号 BPF2：中心频率很低，用于选择信道或有用信号
振荡器2 2
基带信号
带两个本振的直接变换发射机方案
载波频率： 1 2 优点：发射频率和两个本振频率相差很远，不易 发生强信号对本振频率的牵引，提高载波频率 的稳定性。
第3章发射机与接收机结构
3.2.2 二步法变换实现方案
振荡器1
1
调制器
基带信号
1 带通滤 变频器 波器 2
第3章发射机与接收机结构
3.3.1 超外差接收方案
低噪声放大器 混频器 带通滤 波器 中频放大 检波器 低频放大器 扬声器
接收天线
变频器
本地振荡器
IF LO RF
外差：输入射频信号和本振信号产生差频的过程
超外差：输入射频信号和本振信号产生一个固定中频
信号的过程。(比高频信号低，比低频信号高的超