《无线通信系统与技术-第3章无线通信系统基本知识课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无线通信系统与技术-第3章无线通信系统基本知识课件（48页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3章 无线通信系统基本知识, 无线通信系统是指利用电磁波在空间传播完成信息传输的系统。 最基本的无线通信系统由发射器、接收器和无线信道组成，如图3-1所示。,图3-1 无线通信系统组成, 在发射器中完成信息的调制，即将基带信号搬移到射频上并放大到足够的功率，射频信号通过发射天线变成电磁波在无线信道上传输；在接收端，空间传播的电磁波通过接收天线转变为射频信号进入接收器，接收器对信号进行解调，恢复出原始信息。, 信息有时也叫做情报、调制信号或基带信号。 理想的通信系统应能够在接收器中准确地恢复出信息，但由于传输过程中无线信道会引起信号的失真，同时会引入噪声的影响，因此在接收解调过程中需要有相应的
2、措施保证信息的正确性。,3.1 无线通信系统结构, 当无线用户之间可以直接进行通信时，我们称这种方式为点对点通信方式，根据用户之间信息传送的方向，可以分为单工通信与双工通信。, 若无线用户之间由于距离或其他原因，不能直接进行信息传输而必须通过中继方式进行时，我们称为无线网络通信方式。,1单工与双工通信, 单工通信系统，通信只有从发射器到接收器一个方向，即消息只能单方向传输。 通常所说的通信系统多数是双向通信，即消息可以在两个方向上进行传输，称双工通信。 双工通信又可分为全双工通信与半双工通信。,图3- 2 全双工通信系统组成,图3-3 半双工通信系统组成,2无线网络, 目前存在的无线网络有两种
3、：第一种是基于网络基础设施的网络，这种网络的典型应用为移动通信网。,图3- 4 星状网络, 第二种为无网络基础设施的网络，一般称之为自组织网（Ad hoc）。,3.2 天线基础知识,3.2.1 概述 1天线增益 天线是将传输线中的电磁能转化成自由空间的电磁波或将空间电磁波转化成传输线中的电磁能的设备。,图3-5 全向天线的辐射方向图,图3-6 理想点源（无耗均匀辐射器）的辐射方向图,图3-7 全向天线与理想点源的辐射方向图对比,2天线极化, 天线的极化就是指天线辐射时形成的电场强度（图中箭头）方向。,图3-8 垂直极化（Vertical）,图3-9 水平极化（Horizontal）,图3-10
4、 导线间距与辐射强度的示意图,图3-11 半波对称振子示意图,3谐振频率与天线带宽, 天线一般在某一频率调谐，并在此谐振频率为中心的一段频带上有效，这个调谐频率称为谐振频率。 天线的带宽是指它有效工作的频率范围。,4天线阻抗, 天线阻抗是指天线对交流电所产生的阻碍，单位为欧姆（）。,5波瓣宽度, 在主瓣最大辐射方向两侧，辐射强度降低3dB时（功率密度降低一半）的两点间的夹角定义为波瓣宽度（又称波束宽度或主瓣宽度或半功率角）。,图3-12 水平波瓣宽度,图3-13 垂直波瓣宽度,6天线倾角, 天线倾角是指天线主瓣方向与水平面的夹角，是指辐射电波的倾角，而并不是天线振子本身机械上的倾角。,7驻波比
5、, 驻波比全称为电压驻波比（VSWR），是表示天馈线与基站匹配程度的指标。,3.2.2 天线阵列, 天线阵列是指由多个简单的天线元组合起来构成的天线。,图3-14 垂射和端射天线阵列,1直排阵列, 图3-15所示的是垂射阵列中的一种类型，它使用的是半波偶极天线。 由于各天线元的轴都沿着同一条直线放置，因此它叫做“直排阵列”。,图3-15 直排阵列,2垂射阵列,图3-16 垂射阵列,图3-17 直排阵列与垂射阵列辐射图的比较,3端射阵列,图3-18 端射阵列,4对数周期偶极天线阵列,图3-19 对数周期偶极天线阵列,3.3 发射系统组成, 发射系统的作用是产生具有足够功率和合 适频率的调制后的信
6、号，并且将该信号耦合到天线发射出去。,图3-20 外差式发射机的结构图,3.4 接收系统组成,图3-21 超外差式接收机结构图,3.5 本章小结, 本章介绍了无线通信系统的基本概念与系统构成，根据通信双方的应用需求和环境因素可以选择直接或间接的传输方式，采用中继方式的通信需要通信网络。, 天线是通信收发端的重要部件，主要完成传输线中的电磁能与空间传播的电磁波之间的转换。 天线是无源器件，发射天线所辐射的功率不可能比发射机进入天线的功率更大。, 天线是互易器件，同一天线可以用作发射天线或用作接收天线，性能一样，并且具有相同的增益。 衡量天线性能的参数有：天线增益、天线 极化、谐振频率、天线带宽、天线阻抗、波瓣宽度、天线倾角和驻波比等。, 将简单的天线元组合起来构成天线阵列，可以获得更大的增益和更好的定向特性。 发射系统的作用是产生具有足够功率和合适频率的调制后信号，并且将该信号耦合到天线发射出去。, 通常包括载波振荡器、混频器、调制器、中频放大和射频放大等模块。 接收系统将天线中的有用信号从其他信号中分离出来，并将它放大、解调，恢复原始基带信号。, 通常包括本地载波振荡器、射频放大、混频器、中频放大和解调等模块。,
