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1、湖南工业大学课程设计资料袋计算机与通信学院（系、部）20132014 学年第 2 学期课程名称移动通信指导教师陈卫兵职称 教授学牛姓名一张帝专业班级通信1104班 学号 11408200401题 目双工器成 绩起止日期2014年_0匸月日 2014 年 _0二月日目录清单序号材料名称资料数量备注1课程设计任务书12课程设计说明书13课程设计图纸张4源代码56湖南工业大学课程设计任务书2013 2014 学年第 2 学期计算机与通信学院通信工程专业通信114班级课程名称：移动通信设计题目：双工器完成期限：自2014 年5月_11_日至2014 年5月 19 日共 1 周内容及任务一、设计的主要技
2、术参数使用专用集成电路和双工器设计一个接收、发射机电路，要求每个频点的频 带宽度25 kHz。发送频率范围为49-49.475 MHz。接收频率46-46.475 MHz。二、设计任务主要内容：利用专用集成电路TH71221外加晶振、双工器和一些外围电路组成接收、 发射机电路。可以利用移动通信实验箱完成。主要任务：1、完成电路设计；2、完成电路实际搭建和实现；2、完成双工收发信机的各项性能测试。三、设计工作量1周完成进 度 安 排起止日期工作内容5月11日分组、任务分配、课题理解5月11 日-5月15日功能分析、电路设计和实现5月15 日-5月18日实验验证和测试5月19日总结、书写实验报告参
3、 考 资 料(1) 李建东等.移动通信.西安电子科技大学出版社.2006.7(2) 吴伟陵.移动通信原理.电子工业出版社.2005.11(3) 蔡涛等译.无线通信原理与应用电子工业出版社.2001.4(4) 及燕丽等.现代通信系统电子工业出版社.2002.6.指导教师(签字)： 年 月 日系(教研室)主任(签字)： 年 月 日移动通信设计说明书双工器起止日期：2014年05月日 至2014年05月丄匕日学生姓名张帝班级通信工程1104学号11408200401成绩指导教师（签字）计算机与通信学院2014年 05 月 19 日双工器人数5人组长闫彬彬组员邓兰平、张帝、张峰、鲍春香内容及任务一、设
4、计的主要技术参数使用专用集成电路和双工器设计一个接收、发射机电路，要求每个频点的频 带宽度25 kHz。发送频率范围为49-49.475 MHz。接收频率46-46.475 MHz。二、设计任务主要内容：利用专用集成电路TH71221外加晶振、双工器和一些外围电路组成接收、 发射机电路。可以利用移动通信实验箱完成。主要任务：1、完成电路设计；2、完成电路实际搭建和实现；3、完成双工收发信机的各项性能测试三、设计工作量1周完成进 度 安 排起止日期工作内容5月11日分组、任务分配、课题理解5月11 日-5月15日功能分析、电路设计和实现5月15 日-5月18日实验验证和测试5月19日总结、书写实
5、验报告参 考 资 料(1) 李建东等.移动通信西安电子科技大学出版社.2006.7(2) 吴伟陵.移动通信原理电子工业出版社.2005.11(3) 蔡涛等译.无线通信原理与应用电子工业出版社.2001.4(4) 及燕丽等.现代通信系统电子工业出版社.2002.6.课题名称指导教师(签字)： 年 月 日系(教研室)主任(签字)： 年 月 日双工器一、设计原理 移动通信设备的收发信机一般都共用一根天线。单工电台用继电器开关或电子开关切换 天线，使之交替连接接收机及发射机。而双工电台收发信机则通过双工器共用一根天线，使 收、发通信互不影响，如图 1所示。图 1 双工器与接收机、发射机及天线连接示意图
6、在频分双工体制下，收、发信频率之间通常要遵守表 1 规定的频率间隔。由表 1 可见， 双工收发频率必须有足够大的相对频率间隔，才可能制造出具有良好收发频率隔离的双工器 表 1 双工收发频率间隔工作频段（MHz）45150450900双工频率间隔（MHz）35.71045双工器应具有良好的收发频率隔离特性，即收发信号各行其道，不影响对方电路的正常 工作：发射信号经过双工器只到达天线，而不串入接收机；天线收到的信号只到达接收机， 而不串入发射机，这两方面性能要求前者更为重要一些。若发射机信号串入接收机，会产生 两个不利影响：一是发射频率的强信号使接收机前级产生阻塞，甚至将其烧毁；二是发射信 号的边
7、带噪声落入接收机通带内，使接收机输出信噪比恶化。这两方面的影响都会使接收机 在双工工作时接收灵敏度下降。双工器电路由图 2 所示的带阻型及带通型两类，都是通过滤波将收、发信号区分开来， 其工作原理一目了然。ffTR(a) 带阻型双工器ff RT(b) 带通型双工器 图2 两种类型双工器双工器的带通、带阻滤波器，对45MHz频段由集总参数L、C元件谐振电路或声表面波滤 波器来实现，150MHz以上频段通常使用分布参数的同轴线谐振腔或螺旋谐振腔。同轴线谐振 腔是一端短路的入/4同轴线，其开路端处于并联谐振状态。若将入/4同轴线的内导体做成螺 旋状，外导体做成空腔，则缩小了同轴线谐振腔的体积，性能又
8、基本不变，这称为螺旋谐振 腔，由它构成的滤波器称为螺旋滤波器，是VHF/UHF双工器广泛采用的电路。二、设计设备1 移动通信实验系统1台：实验仪BS、MS两套收发信机各有一个双工器，双工器有接 至接收机(Rx)、发射机(Tx)、天线(ANT)及地(GND)的四个端口，如图1所示。BS收发信机双 工器(FL2)的这四个端口分别引至四个观测点TP101、TP102、TP103、TP109,分别对应于ANT、 Tx、Rx及GND，以方便用示波器观测该双工器特性。2. 100M (或60M)双踪示波器1台：观测信号波形测量信号的峰峰值V。p-p三、设计步骤1、测量双工器发射信号传输特性1. 按单台实验
9、仪配置实验系统。2. 打开实验系统电源。利用“前”或“后”键、“确认”键进入实验十四操作界面，如 图3所示。14.双工器频道:C H 0 1发射传输特性接收传输特性图 3 实验操作界面3. 利用“前”或“后”键选择“发射传输特性”测试。按一下“TT”键BS发信机发射。 4按“ +”或“ -”键置收发信机工作于某一频道。5. 用示波器测量双工器Tx端发射信号幅度VTx (电压峰-峰值)。6. 用示波器测量双工器ANT端发射信号幅度VANT (电压峰-峰值)。7. 用示波器测量双工器Rx端发射信号幅度VRx (电压峰-峰值)。8. 重复步骤4-7，测量 20 个频道双工器三个端口发射信号幅度，并记
10、录在表 2 中。测 量完毕再按一下“PTT”键关闭BS发信机。9计算被测双工器发射机一天线传输特性20log(VANT/VTx)及发射机一接收机衰减特 性 201og(VRx/VTx) 。2、测量双工器接收信号传输特性1. 同上一步骤中的 1、2。将实验仪的 BS、MS 收发信机天线 ANTB、ANTM 用耦合插接线 短接。2. 利用“前”或“后”键选择“接收传输特性”测试。按一下“TT”键MS发信机发射。3按上一步骤4-8类似步骤，用示波器测出TRx-BS双工器的ANT、Rx及Tx端口接收射 频信号辐度(电压峰-峰值)，记录在表3中。测量完毕再按一下“PTT”键关闭MS发信机。 并计算出天线
11、一接收机传输特性20log(VRx / VANT)及天线一发射机衰减特性20log(VTx / VANT) 。四、设计过程数据测试和结果分析 1、实验数据表2 BS收发信机双工器发射机天线及发射机接收机传输特性CHF(mHz)V (mV)pV (mVNT) p-pV (mV* ) p-p20log(V /V )(dBT Tx20log(V /V )(dB) Tx146.000p1166876-4.63898-3.67289246.0251127280-3.83771-2.92256346.0501167276-4.14251-3.67289446.0751046076-4.77764-2.72
12、439546.1001166468-5.16556-4.63898646.1251127276-3.83771-3.36809746.1501207280-4.43697-3.52183846.1751247296-4.72178-2.22301946.2001048072-2.27887-3.194021046.2251207676-3.96735-3.967351146.2501086872-4.0183-3.521831246.2751367676-5.05451-5.054511346.3001249280-2.59268-3.806631446.3251166884-4.63898-
13、2.803571546.3501129280-1.7086-2.922561646.37512810096-2.1442-2.498771746.4001568876-4.97284-6.246221846.4251048480-1.85508-2.278871946.4501248492-3.38285-2.592682046.4751128080-2.92256-2.92256由表 2 可以看出 BS 收发信机双工器发射机发射功率比天线及接收机接收的功率要大，这 说明信号在传输的过程中发生了损耗。图4发射机一天线传输特性曲线图 4 可以看出发射机与天线传输特性，天线的功率增益与发射机的功率增益成非相关性。图5发射机一接收机衰减特性曲线由图 5 可以看出发射机与接收机之间功率的衰减特性，可以看出它们之间的衰减特性成非 相关性。表 3 BS 收发信机双工器天线一接收机及天线一发射机传输特性CHf(mHz)V mv)p-V (m ) p-pV(mV* )p-p20log(V / v ) Rx (dB)20log(V /V )/ 1TJxANT(dB)149.
