佘波 江蘇無線電廠有限公司

在信息科技快速發(fā)展的背景下，無線通信技術(shù)也獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。當(dāng)前，社會(huì)大眾對(duì)無線通信的依賴程度非常高，因此無線通信行業(yè)應(yīng)當(dāng)繼續(xù)提升自身的技術(shù)水平，為社會(huì)大眾提供更加優(yōu)質(zhì)的無線通信服務(wù)。在無線通信系統(tǒng)中，射頻收發(fā)系統(tǒng)起著非常重要的作用，一旦射頻收發(fā)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，無線通信系統(tǒng)的正常應(yīng)用將會(huì)受到影響。基于此，本文對(duì)無線通信中射頻收發(fā)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)進(jìn)行了探究。

1 無線通信中射頻收發(fā)系統(tǒng)的工作原理

通常情況下，由于應(yīng)用目的、使用環(huán)境等方面的差別，射頻收發(fā)系統(tǒng)的構(gòu)成也會(huì)有一定的差別，但是從射頻收發(fā)系統(tǒng)的工作原理這一角度進(jìn)行分析，所有的射頻收發(fā)系統(tǒng)都是由射頻發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和天線這三個(gè)部分構(gòu)成的。

1.1 射頻發(fā)射機(jī)的工作原理

射頻發(fā)射機(jī)的主要功能是將基帶數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成能夠通過天線輻射出去的電磁波。射頻發(fā)射機(jī)主要由調(diào)制器、本振器、濾波器、數(shù)模轉(zhuǎn)化器、混頻器、放大器等共同構(gòu)成。其中，調(diào)制器的作用主要是將基帶數(shù)據(jù)調(diào)制在模擬載波上傳輸；本振器主要是為頻率轉(zhuǎn)變提供相應(yīng)的頻率基準(zhǔn)；而混頻器最為重要的功能就是進(jìn)行頻率的轉(zhuǎn)換；濾波器能夠?qū)⒉煌l率的信號(hào)分離開來，從而得到某一特定頻率帶寬的信號(hào)，或者用其來消除一些干擾信號(hào)；數(shù)模轉(zhuǎn)換器最為重要的功能就是將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)模擬的信號(hào)；放大器就是對(duì)信號(hào)功率進(jìn)行相應(yīng)的放大，這樣才能利用天線將信號(hào)輻射出去。

1.2 射頻接收機(jī)的工作原理

射頻收發(fā)系統(tǒng)中，射頻接收機(jī)也是一個(gè)非常重要的構(gòu)成要素，射頻接收機(jī)最為重要的功能就是對(duì)天線接收到的所有信號(hào)進(jìn)行篩選，并從中找到與基本頻帶相符的信號(hào)，最后對(duì)該信號(hào)進(jìn)行放大。射頻接收機(jī)應(yīng)當(dāng)具有較好的信號(hào)選擇能力，這樣才能保證信號(hào)接收的質(zhì)量，而信號(hào)接收質(zhì)量的好壞又會(huì)直接關(guān)系到整個(gè)射頻收發(fā)系統(tǒng)的運(yùn)行效果。天線接收到相應(yīng)的信號(hào)后，信號(hào)將被傳送給射頻接收機(jī)中的低噪聲放大器，然后經(jīng)過下變頻處理，接收到的信號(hào)將會(huì)被轉(zhuǎn)變成與基本頻帶相符的信號(hào)。射頻接收機(jī)的工作效果主要受到以下幾個(gè)因素的影響：射頻接收機(jī)是否足夠靈敏，能夠接收到一些比較微弱的信號(hào)；在頻率相似的信號(hào)中能否準(zhǔn)確選擇出目標(biāo)信號(hào)。

2 無線通信中射頻收發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 射頻發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)

在進(jìn)行射頻發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)時(shí)，通常會(huì)受到以下性能指標(biāo)的影響：平均載波頻率、射頻輸出頻譜、互調(diào)衰弱、發(fā)信載頻包絡(luò)、頻率穩(wěn)定度等。在進(jìn)行射頻發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，除了進(jìn)行放大電路的設(shè)計(jì)外，還要進(jìn)行晶體振蕩電路的設(shè)計(jì)。在進(jìn)行放大電路的設(shè)計(jì)時(shí)，需要選用比較合適的晶體管，這樣才能比較合理的進(jìn)行阻抗匹配，從而確保電路內(nèi)合適的放大增益。晶體振蕩電路最為常見的就是并聯(lián)型的晶體震蕩電路，除了晶體質(zhì)量外，振子結(jié)構(gòu)也會(huì)對(duì)電路的振蕩性能造成一定的影響。因此在進(jìn)行射頻發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)時(shí)要選擇合理的振子結(jié)構(gòu)，這樣能夠有效提高頻率穩(wěn)定性。

2.2 射頻接收機(jī)的設(shè)計(jì)

在進(jìn)行射頻接收機(jī)的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照要求的信道和頻率開展設(shè)計(jì)。第一，應(yīng)當(dāng)根據(jù)其工作信道以及頻率來確定相應(yīng)的性能指標(biāo)，包括濾波器階數(shù)、噪聲系數(shù)以及放大器的增益分配；第二，在進(jìn)行混頻器的相關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)考慮中頻信號(hào)的頻率，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)選擇比較合適的頻率基準(zhǔn)，這樣可以方便控制；第三，進(jìn)行射頻接收機(jī)電路圖的設(shè)計(jì)和搭建，其中包括射頻接收前端電路、下變頻電路、基帶數(shù)字處理電路。

2.3 天線的設(shè)計(jì)

天線也是射頻收發(fā)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，其主要作用是接收、發(fā)射電磁波。天線將自己接收到的電磁波進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使其成為能夠在線路中傳輸?shù)碾姶挪?，同時(shí)也可以將傳輸電路中的電磁波轉(zhuǎn)化為能夠在空間中進(jìn)行傳播的電磁波。天線設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)滿足兩個(gè)特點(diǎn)，這樣才能保證其質(zhì)量。第一，在電場(chǎng)高速變化的過程中，天線附近的空間會(huì)形成相應(yīng)的位移電流，而位移電流在空間中會(huì)持續(xù)向前推進(jìn)，這就是電磁波在空間進(jìn)行輻射的原理。在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)對(duì)天線的電源頻率進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，這樣才能保證其電磁波輻射能力。第二，必須保證天線的結(jié)構(gòu)是帶電的開放型結(jié)構(gòu)。

3 結(jié)束語

結(jié)合以上論述，無線通信中的射頻收發(fā)系統(tǒng)主要由射頻發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、天線這三個(gè)基礎(chǔ)部分構(gòu)成，因此相關(guān)設(shè)計(jì)工作也主要涉及這三個(gè)部分。在進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)注意遵循相應(yīng)的射頻收發(fā)系統(tǒng)工作原理，這樣才能保證無線通信系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，從而保證通信質(zhì)量，為社會(huì)大眾提供更優(yōu)質(zhì)的無線通信服務(wù)。