論無線通信中射頻收發(fā)系統(tǒng)的研究與設計

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)也獲得了突飛猛進的發(fā)展。當前，社會大眾對無線通信的依賴程度非常高，因此無線通信行業(yè)應當繼續(xù)提升自身的技術(shù)水平，為社會大眾提供更加優(yōu)質(zhì)的無線通信服務。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)的正常應用將會受到影響?；诖?，本文對無線通信中射頻收發(fā)系統(tǒng)的研究與設計進行了探究。

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行分析，所有的射頻收發(fā)系統(tǒng)都是由射頻發(fā)射機、接收機和天線這三個部分構(gòu)成的。

1.1 射頻發(fā)射機的工作原理

射頻發(fā)射機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)變提供相應的頻率基準；而混頻器最為重要的功能就是進行頻率的轉(zhuǎn)換；濾波器能夠?qū)⒉煌l率的信號分離開來，從而得到某一特定頻率帶寬的信號，或者用其來消除一些干擾信號；數(shù)模轉(zhuǎn)換器最為重要的功能就是將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為相應模擬的信號；放大器就是對信號功率進行相應的放大，這樣才能利用天線將信號輻射出去。

1.2 射頻接收機的工作原理

射頻收發(fā)系統(tǒng)中，射頻接收機也是一個非常重要的構(gòu)成要素，射頻接收機最為重要的功能就是對天線接收到的所有信號進行篩選，并從中找到與基本頻帶相符的信號，最后對該信號進行放大。射頻接收機應當具有較好的信號選擇能力，這樣才能保證信號接收的質(zhì)量，而信號接收質(zhì)量的好壞又會直接關(guān)系到整個射頻收發(fā)系統(tǒng)的運行效果。天線接收到相應的信號后，信號將被傳送給射頻接收機中的低噪聲放大器，然后經(jīng)過下變頻處理，接收到的信號將會被轉(zhuǎn)變成與基本頻帶相符的信號。射頻接收機的工作效果主要受到以下幾個因素的影響：射頻接收機是否足夠靈敏，能夠接收到一些比較微弱的信號；在頻率相似的信號中能否準確選擇出目標信號。

2 無線通信中射頻收發(fā)系統(tǒng)的設計

2.1 射頻發(fā)射機的設計

在進行射頻發(fā)射機的設計時，通常會受到以下性能指標的影響：平均載波頻率、射頻輸出頻譜、互調(diào)衰弱、發(fā)信載頻包絡、頻率穩(wěn)定度等。在進行射頻發(fā)射機設計時，除了進行放大電路的設計外，還要進行晶體振蕩電路的設計。在進行放大電路的設計時，需要選用比較合適的晶體管，這樣才能比較合理的進行阻抗匹配，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)也會對電路的振蕩性能造成一定的影響。因此在進行射頻發(fā)射機的設計時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 射頻接收機的設計

在進行射頻接收機的設計時，應當嚴格按照要求的信道和頻率開展設計。第一，應當根據(jù)其工作信道以及頻率來確定相應的性能指標，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，在進行混頻器的相關(guān)設計時，應當仔細考慮中頻信號的頻率，同時還應當選擇比較合適的頻率基準，這樣可以方便控制；第三，進行射頻接收機電路圖的設計和搭建，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 天線的設計

天線也是射頻收發(fā)系統(tǒng)的一個重要組成部分，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行轉(zhuǎn)化，使其成為能夠在線路中傳輸?shù)碾姶挪?，同時也可以將傳輸電路中的電磁波轉(zhuǎn)化為能夠在空間中進行傳播的電磁波。天線設計應當滿足兩個特點，這樣才能保證其質(zhì)量。第一，在電場高速變化的過程中，天線附近的空間會形成相應的位移電流，而位移電流在空間中會持續(xù)向前推進，這就是電磁波在空間進行輻射的原理。在設計過程中應當對天線的電源頻率進行合理設計，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、接收機、天線這三個基礎部分構(gòu)成，因此相關(guān)設計工作也主要涉及這三個部分。在進行相關(guān)設計時，設計人員應當注意遵循相應的射頻收發(fā)系統(tǒng)工作原理，這樣才能保證無線通信系統(tǒng)的運行質(zhì)量，從而保證通信質(zhì)量，為社會大眾提供更優(yōu)質(zhì)的無線通信服務。