無線電電路裝置和無線電通信設(shè)備分析

馬文輝

摘 要：本文通過無線電信號源、輸出設(shè)備天線、無線電發(fā)射設(shè)備、以及無線電接受設(shè)備四個方面展開無線電電路裝置和無線電通信設(shè)備分析論述。

關(guān)鍵詞：無線電;電路裝置;通信設(shè)備

引言：無線通信是由信號源、發(fā)送設(shè)備、輸出設(shè)備、接收設(shè)備、終端裝置組成，利用無線電磁波，以實現(xiàn)信息和數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程。

一、信號源

所謂信號源即信號的來源，它有不同內(nèi)容的形式如文子、語言、圖像、電碼、音樂等。然后，發(fā)送設(shè)備將傳輸?shù)男盘栟D(zhuǎn)換為對應(yīng)的電信號，進(jìn)行處理并以足夠的功率送入傳輸信道，以實現(xiàn)信號的有效傳輸，傳輸媒介（又名傳輸信道）是信號傳輸?shù)耐ǖ?，分為有線信道（天線）與無線信道（自由空間），最后接受設(shè)備把傳輸媒介傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)進(jìn)行處理，還原出基帶信號。終端裝置把基歹信號轉(zhuǎn)換為原來的信號。概括為通過一個完整的通信系統(tǒng)，完成信號的傳輸。

二、傳輸介質(zhì)

無線電的發(fā)明起源于電磁學(xué)的發(fā)展，19世紀(jì)末，在德國著名物理學(xué)家赫茲成功的在導(dǎo)線中激起高頻電流，在導(dǎo)線周圍測出電磁場，證實了電磁場的存在，在之后，波波夫利用電磁波，研制了世界上首臺無線電接收機，在無意間的一次實驗中，發(fā)現(xiàn)把導(dǎo)線接到金屬屑檢波器的一頭，再把檢波器的另一頭接上。經(jīng)過反復(fù)驗證表明通過這種方式，信號傳遞距離劇增信號傳遞距離劇增，天線正式出現(xiàn)在人類視野中。天線是一種變換器，在無線電設(shè)備中有接收電磁波和發(fā)射的功能，是無線電裝置的組成部分和傳輸媒介，為發(fā)射機或接收機與傳播無線電波的媒質(zhì)之間提供所需要的介子，在是自由空間中，它即把導(dǎo)行波改變成傳播的電磁或者進(jìn)行相反的變換的過程，并且廣泛用于廣播、電視、通信、雷達(dá)、導(dǎo)航等無線電設(shè)備領(lǐng)域。天線具有的互易定理，定義為天線是所有電磁波來傳輸數(shù)據(jù)以及能量輻射的基礎(chǔ)，且通常情況下，天線存在可逆性的特質(zhì)，表現(xiàn)在它既有接受天線的作用，又有發(fā)射天線的功能。例如在無線電通信、雷達(dá)導(dǎo)航、電視廣播等工程領(lǐng)域系統(tǒng)當(dāng)中，然而在實際測量中，互易原理必須在一定條件下才能應(yīng)用。首先，天線必須是線性的、無源的，如衛(wèi)星電視接收天線，其饋源與高頻頭（LNB）為一體化的，不能用作發(fā)射。其次、收發(fā)系統(tǒng)阻抗匹配要良好。雖然待測天線和源天線之間存在多次反射，但由于自由空間傳播的衰減，這種影響并不嚴(yán)重。源天線、饋線、信號源以及待測天線、饋線及接收機，它們相互間的阻抗匹配是滿足互易原理的重要條件。最后，調(diào)換天線時，收發(fā)支路無有源器件，如功率放大器、低噪聲放大器、混頻器等。

天線的按其波長可分為超長波、長波、中波、 短波、 超短波天線五鐘形式，按其功能可分為發(fā)射功能和接收功能兩種形式，按方向性可分為全向和定向天線兩種形式，按用途可分為雷達(dá)天線、電視天線、通信天線、 廣播天線等多種形式，除此以外按其維數(shù)分為一維和二維天線兩種形式。除此以外還可以按照使用場合的不同劃分成基地臺、車載、手持臺天線三種形式。最后，用于解釋天線的特性參量有方向圖、方向性系數(shù)、增益、 輸入阻抗、輻射效率、極化和頻寬按其結(jié)構(gòu)形式和工作原理可分為線天線和面天線等。

三、無線電發(fā)射設(shè)備

無線電發(fā)射設(shè)備是由一個能產(chǎn)生等幅振蕩的主震器或高頻載頻振蕩器（一般用30～450mhz）和一個產(chǎn)生低頻調(diào)制信號的低頻振蕩器組成的。而用來產(chǎn)生載頻振動和調(diào)制振蕩的電路，分為多揩苦蕩器、互補振蕩器和石英晶體振蕩器等。無線電發(fā)射設(shè)備是由頻率發(fā)生器、數(shù)字分頻器電路、控制電路、調(diào)制器以及高頻功率放大器等組成，如圖基帶信號處理電路包括了對來自于話筒（或各種音頻設(shè)備）的音頻信號的各種前端處理，如音頻放大、音頻濾波（將頻率限制在300～3400Hz）和可能需要的語音壓縮（幅度限制，防止出現(xiàn)過大的調(diào)制度）和預(yù)加重（用于FM發(fā)射機中）等;調(diào)制器用于將處理過的音頻信號調(diào)制到高頻載波上，不同的調(diào)制方式采用不同的調(diào)制器，在直接調(diào)頻中，調(diào)制器與載波發(fā)生器合二為一;高頻功率放大器將高頻已調(diào)波進(jìn)行功率放大，使發(fā)射機的輸出功率滿足要求。發(fā)射天線是一種將高頻電信號轉(zhuǎn)換成電磁波的單元，對于發(fā)射機來說，它是一種負(fù)載。無線電發(fā)射裝置按電信號類別、電波頻率、發(fā)射機功率與調(diào)制方式等，分為電報發(fā)信設(shè)備、電話發(fā)信設(shè)備、廣播發(fā)射設(shè)備、電視發(fā)射設(shè)備和超短波調(diào)頻發(fā)射設(shè)備等多種類型。

四、無線電接收設(shè)備

接收設(shè)備是天線接收并解調(diào)無線電信號的無線電裝置的組成部分，主要適用在圖像定位信息、聲音，把發(fā)送設(shè)備發(fā)送的有用信號從眾多的信號中選取出來的裝置。例如我們隨處可見的無線電接收設(shè)備如電視機、收音機、GPS以及衛(wèi)星電視接收機。接收設(shè)備能將天線接收到的無線電信號加以選擇、變換、放大，以獲得所需信息的電子設(shè)備。其組成部分是高頻、中頻、低頻放大器、變頻器和解調(diào)器。按接收信號的調(diào)制方式，它可分為調(diào)幅接收機、調(diào)頻接收機和脈沖調(diào)制接收機等。按接收信號的波長，它可分為長波、中波、短波、超短波和微波等接收機。

無線電接收機是用于接收無線電信號的通信設(shè)備。由于來自于空間的電磁波已經(jīng)很微弱，且夾雜著大量的干擾與噪聲，因此無線電接收機必須具有放大信號、選擇信號、排除干擾以及對信號進(jìn)行解調(diào)的能力。無線電接收機的類型大致有三種，分別是直放式、超外差式和超再生式，其中超外差式接收機的接收性能最好，工作也最穩(wěn)定，因而在通信、廣播和電視接收機中被大量采用。

無線電接收機用天線接收無線電信號、從中選出需要的信號再轉(zhuǎn)換為聲音、圖像、電碼等的設(shè)備。主要元件有濾波器、電振蕩放大器、檢波器、揚聲器、電子顯像管等。有多種類型，如電報收信機、廣播收音機、電視接收機等。

五、結(jié)束語

綜上所述，通過對無線電信號源、輸出設(shè)備天（天線）、無線電發(fā)射設(shè)備、以及無線電接受設(shè)備的論述，能夠使我們對無線電通信技術(shù)進(jìn)一步認(rèn)識，對無線電各部分以及其發(fā)展、工作原理、技術(shù)分類等知識有進(jìn)一步了解。

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