無(wú)線通信射頻收發(fā)系統(tǒng)研究

張永超

（中華通信系統(tǒng)有限責(zé)任公司，石家莊 050081）

射頻指的是一種可以在空間中進(jìn)行輻射的電磁波，由于人們逐漸步入到信息化時(shí)代，數(shù)據(jù)信息是否能夠安全、快速、完整的進(jìn)行傳遞十分重要，因此人們不斷提高射頻技術(shù)性能，因?yàn)檫@樣可以有效改善數(shù)據(jù)信息傳輸質(zhì)量，在常見(jiàn)的通信射頻收發(fā)系統(tǒng)中，對(duì)于寬帶高頻信號(hào)常常用射頻模塊完成，對(duì)于頻率較低模擬與數(shù)字信號(hào)常常用基帶部分進(jìn)行處理。

1 常見(jiàn)無(wú)線通信射頻收發(fā)系統(tǒng)組成

目前射頻收發(fā)系統(tǒng)大多采用超外差結(jié)構(gòu)接收機(jī)。我們可以通過(guò)觀察RG以及射頻頻段來(lái)判斷數(shù)據(jù)信息變頻次數(shù)，比如當(dāng)RF頻段達(dá)到3.5G赫茲，射頻達(dá)到100M赫茲時(shí)，數(shù)據(jù)信息就完成了兩次下變頻。在數(shù)據(jù)信息進(jìn)入ADC前，還需要通過(guò)低噪聲放大器、IQ解調(diào)的處理。在對(duì)數(shù)據(jù)信息發(fā)射前，需要將數(shù)據(jù)信息通過(guò)發(fā)射機(jī)進(jìn)行至少1次以上的變頻，并且將變頻后的數(shù)據(jù)信號(hào)傳入到過(guò)濾器、IQ、濾波器、PA處理，最后才能通過(guò)天線將數(shù)據(jù)信息發(fā)射。在無(wú)線通信射頻收發(fā)系統(tǒng)中，各個(gè)晶振都一樣，都采用10M赫茲，2.5PPN頻率。

2 射頻收發(fā)系統(tǒng)原理概述

2.1 射頻發(fā)射機(jī)工作原理

射頻發(fā)射機(jī)作用主要是將低頻信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l射頻，在轉(zhuǎn)變過(guò)程中，一般都會(huì)對(duì)低頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)制、放大功率、上變頻、濾波等處理，常用元器件有天線、調(diào)制器、濾波器、放大器等。調(diào)制器的作用是將低頻信號(hào)通過(guò)高頻段進(jìn)行傳播，通過(guò)模擬并以數(shù)字的方式進(jìn)行調(diào)制。在視頻發(fā)射機(jī)中對(duì)于數(shù)據(jù)信息頻率的處理主要依靠本振器和濾波器，常見(jiàn)本振器由數(shù)字分頻、鑒相器、鎖相環(huán)構(gòu)成，將由本振器與濾波器處理過(guò)信號(hào)的頻率進(jìn)行相乘后才能傳輸?shù)较乱患?jí)，射頻發(fā)射機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)信息中數(shù)字信號(hào)的處理主要是依靠數(shù)模轉(zhuǎn)換器，數(shù)模轉(zhuǎn)換器一般由電阻、電源構(gòu)成，可以將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號(hào)。濾波器在視頻發(fā)射機(jī)中有三種類(lèi)型，信道選擇濾波器、視頻濾波器以及鏡像抑制濾波器。如果視頻發(fā)射機(jī)需要對(duì)數(shù)據(jù)信息頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以通過(guò)其中的混頻器來(lái)完成。另外無(wú)線通信射頻發(fā)射機(jī)中的放大器不僅可以對(duì)IF進(jìn)行信號(hào)放大，還能對(duì)RF進(jìn)行信號(hào)放大。一般對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行幅度放大后，會(huì)通過(guò)頻率放大器改變數(shù)據(jù)信息原有頻率，當(dāng)頻率改變后，數(shù)據(jù)信息就可以通過(guò)天線來(lái)將數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)出。

2.2 射頻接收機(jī)的工作原理

射頻接收機(jī)的作用是接收視頻發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號(hào)并將其進(jìn)行解調(diào)。在整個(gè)數(shù)據(jù)信息傳輸過(guò)程中，射頻接收機(jī)起著至關(guān)重要的作用，因?yàn)樯漕l接收機(jī)是整個(gè)無(wú)線通信射頻收發(fā)系統(tǒng)前端，所以射頻接收機(jī)決定著無(wú)線通信射頻收發(fā)系統(tǒng)性能。射頻接收機(jī)整個(gè)工作過(guò)程可以分為以下幾個(gè)部分：首先通過(guò)天線接受由射頻發(fā)射機(jī)發(fā)射的射頻信號(hào)，其次將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榈皖l基帶信號(hào)，最后將低頻基帶信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。射頻接收機(jī)性能好壞可以通過(guò)數(shù)據(jù)信息接收靈敏度、噪聲系數(shù)等方面確定。目前常用改善無(wú)線通信射頻收發(fā)系統(tǒng)性能的方法有制定性能優(yōu)越的通信調(diào)制解調(diào)技術(shù)。

3 無(wú)線通信射頻收發(fā)系統(tǒng)性能判斷

無(wú)線通信射頻收發(fā)系統(tǒng)主要由射頻接收機(jī)和射頻發(fā)射機(jī)構(gòu)成，所以在確定無(wú)線通信射頻收發(fā)系統(tǒng)性能好壞時(shí)，主要看射頻接收機(jī)和射頻發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)參數(shù)。射頻接收機(jī)和射頻發(fā)射機(jī)性能可以通過(guò)以下數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)：噪聲系數(shù)、三階交調(diào)點(diǎn)、增益等。無(wú)線通信射頻收發(fā)系統(tǒng)輸出端噪聲信號(hào)檢測(cè)一般通過(guò)頻譜儀完成，可以得到的結(jié)果有兩種。一種是輸出端無(wú)信號(hào)，一種是輸入端有信號(hào)。當(dāng)輸入信號(hào)為-83dBm、Makerl頻率為25MHZ時(shí)，表示射頻接收機(jī)處于最大增益狀態(tài)。在進(jìn)行無(wú)線通信射頻收發(fā)系統(tǒng)噪聲性能測(cè)試前，一定要對(duì)測(cè)試儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，保證噪聲發(fā)射源數(shù)據(jù)讀取準(zhǔn)確?？梢酝ㄟ^(guò)將噪聲測(cè)試儀器與噪聲源之間進(jìn)行連接，將下變頻分析儀設(shè)定為400掃描點(diǎn)數(shù)，并且將測(cè)試頻率控制在10到100兆赫茲之間。當(dāng)射頻接收機(jī)寬帶控制在50兆赫茲以?xún)?nèi)時(shí)，如果無(wú)線通信射頻收發(fā)系統(tǒng)噪聲系統(tǒng)增益滿足6.1dB變?yōu)?6dB以?xún)?nèi)，那么表示無(wú)線通信射頻收發(fā)系統(tǒng)性噪聲系數(shù)符合規(guī)定。在對(duì)無(wú)線通信射頻收發(fā)系統(tǒng)三階交調(diào)點(diǎn)性能進(jìn)行測(cè)定時(shí)，為了防止交調(diào)落入頻帶破壞，可以采用對(duì)測(cè)量值計(jì)算的方式進(jìn)行判定。比如無(wú)線通信射頻收發(fā)系統(tǒng)如果出現(xiàn)弱干擾信號(hào)和強(qiáng)干擾信號(hào)，可以假設(shè)強(qiáng)等幅單音信號(hào)兩個(gè)，三階互調(diào)分量頻率：Maker，從而得出三階交調(diào)點(diǎn)正常范圍值26.80dBm。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著人們對(duì)于數(shù)據(jù)信息傳輸要求越來(lái)越高，無(wú)線通信射頻收發(fā)系統(tǒng)運(yùn)用越來(lái)越廣泛。擁有一個(gè)性能出色的無(wú)線通信射頻收發(fā)系統(tǒng)是目前科研人員重點(diǎn)研究方向。為了減少數(shù)據(jù)信息在傳輸中出現(xiàn)數(shù)據(jù)信息丟失、不穩(wěn)定等問(wèn)題，提高收發(fā)系統(tǒng)性能是關(guān)鍵。