論無線通信中射頻收發系統的研究與設計

佘波 江蘇無線電廠有限公司

在信息科技快速發展的背景下，無線通信技術也獲得了突飛猛進的發展。當前，社會大眾對無線通信的依賴程度非常高，因此無線通信行業應當繼續提升自身的技術水平，為社會大眾提供更加優質的無線通信服務。在無線通信系統中，射頻收發系統起著非常重要的作用，一旦射頻收發系統出現故障，無線通信系統的正常應用將會受到影響。基于此，本文對無線通信中射頻收發系統的研究與設計進行了探究。

1 無線通信中射頻收發系統的工作原理

通常情況下，由于應用目的、使用環境等方面的差別，射頻收發系統的構成也會有一定的差別，但是從射頻收發系統的工作原理這一角度進行分析，所有的射頻收發系統都是由射頻發射機、接收機和天線這三個部分構成的。

1.1 射頻發射機的工作原理

射頻發射機的主要功能是將基帶數據轉化成能夠通過天線輻射出去的電磁波。射頻發射機主要由調制器、本振器、濾波器、數模轉化器、混頻器、放大器等共同構成。其中，調制器的作用主要是將基帶數據調制在模擬載波上傳輸；本振器主要是為頻率轉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換；濾波器能夠將不同頻率的信號分離開來，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；數模轉換器最為重要的功能就是將數字信號轉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

射頻收發系統中，射頻接收機也是一個非常重要的構成要素，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量，而信號接收質量的好壞又會直接關系到整個射頻收發系統的運行效果。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，然后經過下變頻處理，接收到的信號將會被轉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系統的設計

2.1 射頻發射機的設計

在進行射頻發射機的設計時，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、互調衰弱、發信載頻包絡、頻率穩定度等。在進行射頻發射機設計時，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，從而確保電路內合適的放大增益。晶體振蕩電路最為常見的就是并聯型的晶體震蕩電路，除了晶體質量外，振子結構也會對電路的振蕩性能造成一定的影響。因此在進行射頻發射機的設計時要選擇合理的振子結構，這樣能夠有效提高頻率穩定性。

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、噪聲系數以及放大器的增益分配；第二，在進行混頻器的相關設計時，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、基帶數字處理電路。

2.3 天線的設計

天線也是射頻收發系統的一個重要組成部分，其主要作用是接收、發射電磁波。天線將自己接收到的電磁波進行轉化，使其成為能夠在線路中傳輸的電磁波，同時也可以將傳輸電路中的電磁波轉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，必須保證天線的結構是帶電的開放型結構。

3 結束語

結合以上論述，無線通信中的射頻收發系統主要由射頻發射機、接收機、天線這三個基礎部分構成，因此相關設計工作也主要涉及這三個部分。在進行相關設計時，設計人員應當注意遵循相應的射頻收發系統工作原理，這樣才能保證無線通信系統的運行質量，從而保證通信質量，為社會大眾提供更優質的無線通信服務。