趙宏偉
【摘 要】改革開放前無線通信只能限于國家相關方面使用,并且有著嚴格的審核手續。近些年來,無線通信以它的快捷靈活、高效和指揮的即時性,被社會廣泛認知,甚至成了人們生活生產中必不可少的內容之一,而且有著非常廣闊的發展空間。
【關鍵詞】無線通信;重要地位;基本性能;基本原理;發展迅猛;空間廣闊
無線通信已經成為國家經濟建設和百姓日常生活中必不可少的內容之一,上到國家航天航空事業,下到百姓日常生活的移動通信。
1 無線通信設備的基本性能
既然無線通信普遍存在于人們的日常生活中,就有必要對它基本性能有個基本了解。我把自己日常學習所得和知識積累所掌握的無線通信基礎原理和近些年展情況,做個簡述。
20世紀60年代前人們認識的無線通信是家用收音機以及軍用電臺,都是電子管的。70年代后,我國的半導體技術有了長足發展,帶動了晶體管技術迅速發展,在當時是電子技術領域革命性的飛越,使電子設備不但小而精,且性能大幅提高。20世紀90年代后,在晶體管技術的基礎上集成化技術又迅速發展,在不到20年的時間電子技術又產生了一次革命性的飛越。直到今天無線通信由原來的單純的語音信號傳輸發展到今天數據、圖像、多媒體文件各種復雜信號的傳輸,也就是說從音頻信號傳輸到數字信號傳輸,調制信號的調制帶寬由3000hz到更高的調制帶寬,電子技術的發展真可謂是日新月異。
2 無線通信設備的基本原理
我們以電臺為例,傳統的無線通信主要是將需要傳輸的音頻到信號,裝入到裁題信號中,并放大到足夠強后經天線從電磁波方式發謝出;接收機再將接收到的高頻信號中音頻信號解調后還原成音頻信號。用宋一個過程來達到相互通信的目的。
(一)發射機原理流程:
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1)主振信號:由晶體振蕩器和電容組成電容三點式振蕩器產生主振頻率,并輸入到下級調制放大器。
2)調制放大器:將主振信號和調制信號進行調制放大并送下級信頻放大器。
3)倍頻放大器:將已調信號成奇數倍放大提升到發射機所需的頻率上。
4)級間濾波器的作用是減少下級功放級對上級的影響。
5)功率放大器:是將倍頻后的已調信號放大到一定強度送入帶通濾波器后經饋線至天線發射出去。
1)天線將收到的高頻信號放大后送到一混頻電路。
2)一混將高放級送來的高頻信號同第一本地振蕩器送來的信號進行差頻后產生第一中頻信號,送到一中放進行放大。
3)二混頻器電路將一中頻信號和二本振信號進行差頻放大變成二中頻信號,送到二中頻放大器進行放大。
4)鑒頻器將放大后的二中頻信號,還原成音頻信號送到喇叭,完成接收過程。以上是典型無線通信基本原理。需要強調的是接收機原理和我們常用的收音機原理是一樣的。
(三)重點技術理論的解讀。
1)調制器:
(1)作用:是將要傳輸的音頻信號裝載到載頻信號中,變成已調信號發射出去。
(2)調制方式:常用的調制方式有調頻、調相、調幅、單邊帶等。
調頻:使載頻的頻率隨調制信號頻率而變化。
調幅:使載頻信號振幅隨調制信號幅度而變化。
單邊帶:利用調幅波包絡線完全具備了調制信號正弦波的特征來達到調制目的。
調相:屬于間接調頻。
數字信號調制是調制信號為數字型的正弦波調制,而模擬調制是調制信號為連續型的正弦波調制。
數字信號調制分為兩種
(1)利用模擬調制方法去實現數字調制,即把數字基帶信號當做模擬信號的特殊類型。
(2)利用數字信號的離散取值特點去健控載波實現數字調制。
2)解調器:是將收到的已調信號中的音頻信號還原出來的電路。(利用鑒頻、檢波等技術來完成解調)。
3 20世紀90年代后期在晶體管技術的基礎上電子集成技術發展迅猛,隨之在無線通信中產生了數字頻率合成技術,用來產生高精度、高穩定性的工作頻率
器件上采用大規模集成電路和二極管矩陣電路,在接收機中廣泛采用雙柵場效應管,優點是輸入阻抗高、噪音系數小、靈敏度高、抗干擾能力強。新技術的廣泛使用,使設備性能更強、精度更高、耗電更小。
4 無線移動通信,從個人手機問世至今,按通信模式大體分為三個發展階段
1)頻分多址階段:(FDMA)百姓俗稱大磚頭手機時代。
2)時分多址(TDMA):模擬信號時代既GSM(歐洲通信協會標準)通信。
3)碼分多址(CDMA):數字信號時代。
早期的移動通信采用一個基站覆蓋一個大服務區,使終端用戶量受限,后來逐漸改為覆蓋中服務區,小服務區。20世紀90年代形成小區制蜂窩移動通信系統。
數字蜂窩移動通信技術主要分為三大類
1)信道技術:包括語音解碼,信道編碼和數字調制技術;
2)數字傳輸技術:包括分離、交織、均衡和擴頻技術;
3)網絡技術:主要包括多址接入、功率控制、越區與漫游信令和網管技術。
無線數字通信原理:發射機采用壓縮技術將調制信號變成脈沖數字信號裝載到載頻信號中傳輸出去;接收機采用數字解碼技術將被壓縮的脈沖數字信號還原出來。數字通信將模擬通信中的單一音頻信號傳輸,發展為數據、圖片及多媒體信號傳輸,其發展空間無限。
改革開放30多年來,我國的經濟實力不斷增強,綜合國力大大提升,宇宙空間技術迅猛發展如探月工程、全球衛星定位等技術都離不開無線通訊技術。在世界上真正樹立起了大國形象,發揮著大國的作用。在國民經濟建設中的各個領域,無論是經濟發展還是科技進步,無線通信都在發揮著相當重要的作用,在航空航天、國防軍事、鐵路運輸、港口、礦山、廠礦企業等各個領域都起著調度指揮、信息傳遞的重要作用。并且不斷的為社會各行各業所青睞。
展望未來,無線通信將為我們帶來更廣闊的發展空間。
【參考文獻】
[1]高頻電子線路[Z].
[2]數字移動通信電話機原理及維修技術[Z].
[責任編輯:楊玉潔]