原创 《射频和无线技术入门》总结

2011-6-12 03:42 3499 7 7 分类: FPGA/CPLD


      因为不久后就得做基于fpga无线传输的实验了,这个实验必须得成功,不然就太对不起自己了,也辜负了老师的一片心意,然而对于无线通信一窍不通的我,只能早早的开始学习这方面的知识.趁着周六有时间去图书馆借了本《射频和无线技术入门》,选它的理由是比较薄,并且内容通俗易懂.虽然看过之后还是设计不了无线传输系统,但对无线传输总体上有了一定了解,为接下来的学习做了个铺垫.现在就总结下今天所学的吧.
这本书先介绍了一些理论知识:
     1,射频世界里信号强度都以功率来衡量.
     2,波段:将一定频率范围内的波叫某一波段.
     3,带宽:表示应用中最高频率与最低频率的差.带宽越大,承载数据就越多.
     4,带宽百分比:带宽/(最高频率与最低频率的和);
     5,倍频/十倍频:上变频是下变频的两倍和十倍;
     6,宽带/窄带:带宽百分比是否超过50%;
     7,分贝(dB):10*lg(输出功率/输入功率);
     8,趋肤效应:由于感应作用引起导体截面上电流分布不均匀,愈近导体表面电流密度越大,频率越高,趋 肤效应越显著。当频率很高的电流通过导线时,可以认为电流只在导线表面上很薄的一层中流过,这等效于导线的截面减小,电阻增大;
     9,损耗:有插入损耗,自由空间损耗,吸收损耗;
          匹配:一般射频的标准尺寸是50欧姆,不匹配的话,损耗比较大;
下面就还有发射机和接收机总体结构:

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接收机就不画了,原理都一样,只是接收机先通过天线采集射频,然后通过低噪声放大器,再通过混频器,使频率变为500MHZ,再通过放大器就是我们原来的信号了。通过这样,无线传输大体上就是这样了。
      天线:每一个无线系统都有天线,把电信号转化为无线波,抑或相反。天线依赖三要素:1,频率:频率越大,天线越小。(手机天线很短)2,无线传播方向:分为全向天线和定向天线。3,发送接受功率:频率越大,功率越大。
      放大器:1,低噪音放大器(LNA):通过接受模块后遇到的第一个放大器。2,高功率放大器(HPA):发送模块的最后一个放大器。3,平衡放大器:

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         滤波器:联邦同学委员会(FCC)要求在发射端有滤波器。
         低通:允许在一定频率以下的所有频率都通过,拒绝其他频率通过。
         高通:与低通相反;
         带通:两个频率间的所有频率通过,拒绝其他的;
         带阻:与带通相反;
         频率越高,滤波器越小;
        SAW滤波器:因为频率越小,滤波器越大,现把射频信号转换成声音信号,滤除这种信号所需器件变小。
          混频器:能改变输入的频率,具有加减的功能。
          开关:1,机电开关:类似于生活中普通开关。损耗小,绝缘好,适合处理高功率射频信号。速度慢;
                   2,固态开关:速度快,利用二极管原理。
          分频器和组合器:信号被分成两半,形状不变,功率变为二分之一;
          耦合器:可以对输出频率进行采样,进行反馈。
          变换器:使设备更匹配;
          检测器:输入的是射频信号,输出的是与射频信号成正比的电压信号。
          移相器:输出波形又输入波形通过向左平移而来。
          相位检测器:两个不同的正弦波作为输入,输出的是与两个相位差成正比的电压;
          半导体:有SI,GaAs,SiGe
          分散电路/集总原件:一个是用金属迹线做的电容,电感等。另一个看得见,摸得着。
          写了这么多的概念,现在重头戏来了!
          调制是在射频信号上添加信息信号,假如不添加就没什么意义了啊。通过在正弦波上叠加模拟或者数字信号。
          1,AM:这是幅度调制:分为三种,有模拟调幅,就是将正弦信号添加在其他正弦波上。        BASK(二元幅移键控),将数字信号加在射频载波上。键控:数字加到射频波上,本质上是离散的。
            2,FM:这是频率调制:FSK(频移键控),使用两个完全不同的频率,代表1和0;
            3,PM:相位调制:BPSK(二元相移键控),QPSK(正交向移键控);
电缆:射频电缆为同轴电缆,有中间导体和外部导体,分开两个的为电介质。内部传输射频信号,外部用来屏蔽,防止射频信号逃逸。
            行为视距传输:在可见的范围内传输。

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