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电磁波频段划分及典型应用领域

发布日期:2018-04-24   作者:   来源:   编辑:   访问量:49

电磁波频段划分及典型应用领域

  当今,影响电子通信系统发展的一个最重要的制约因素是不可再生的频谱资源。几乎所有新理论或者新技术的出现,本质上都是为了在频谱限制的条件下传送更多的信息和容纳更多的通信用户。

  大多数频谱资源经由所在国家地区的政府的有关部门统一管理(中国无线电管理局),各个国家的这些管理部门又组成了国际性的电信联盟简称ITU。他主要负责对全球的频谱资源进行协调分配和管理。目前已经知道的电磁频谱频率范围大约为10的0次方到10的22次方Hz。当今世上最为通用的频段划分是国际电器和电子工程师学会(简称IEEE)建立的。

  频段的划分不可能给出精确的界限,他们是有分叉的。对于电子通信系统而言,一个实用的界限就是为传播信号的波长是否为电子系统的实际尺寸相当。射频频段现在通常是指VHF到X波段,这个频段也是目前大多数集总元件能达到的工作频段。


电磁波传播特性

  在无线通信中,一个很重要的组成部分就是无线电波的传播部分,从发射天线到接收天线。电磁波在实际媒介空间的传播可以视为自由传播加上传播媒介的影响。

无线信道特性及容量

  特性:信号经过信道传输后会遭受不同成都的衰减,不同的信道对信号的衰减程度不同。在无线信道中,电信号的衰减程度与传播路径、传播距离、大气结构、电离层结构和大气衰减及信号频率等因素密切相关。

无线通信调制解调

  调制在无线通信中的作用至关重要。根据载波受调制参数的不同,调制可分为三种基本方式:幅度调制(简称调幅),他用基带信号控制载波的幅度;频率调制(简称调频),他用基带信号控制载波的频率;相位调制(简称调相)他用基带的信号控制载波的相位。这三种方式分别用AM,FM,PM表示。当调制信号为数字信号时,调制通常成为键控,三种基本键控方式为幅度键控(ASK),频率键控(FSK)和相位键控(PSK)。解调为调制的反过程。

典型的无线通信系统

  移动通信:所谓移动通信是指通信双方至少有一放处在运动状态中的通信。移动通信按照使用的环境分类有陆地移动通信、海上移动通信、航空移动通信及特殊的环境(比如矿井、隧道、潜艇等)下的通信。按照服务的对象分类有:公共电话亭、专用移动通信(为了保证某特殊部门的通信所建立的通信系统)。按照移动通信的网络结构分类有:公用网、专用网。

  移动通信发展到现在,经历了第一代模拟移动通信系统(1G)、第二代数字移动通信系统(2G)、第三代移动通信系统(3G)、第四代通信系统(4G)。

  卫星通信:简单的来说,卫星通信就是地球上同时包括地面和低层大气中的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。由卫星和地球站两个部分组成。

  无线局域网:无线局域网是指应用无线通信技术将计算机设备互连起来,构成可以互相通信和视线资源共享的网络体系。无线局域网本质上是固定局域网的一种延伸,是没有线缆限制的网络链接。对于用户来说,无线局域网是完全透明的。特点就是不再使用通信电缆将计算机与网络链接起来,而是通过无线的方式链接,从而使网络的构建和终端的移动更加灵活。

无线通信系统的组成

  通信的目的是传递消息,信息从发送者到接收者的过程称为通信,而实现这个信息传输过程的系统称为通信系统,主要由信源、发信机、空间信道媒介、收信机和信宿几部分组成。

无线收发信机射频前端功能和特性

  当电子通信系统的信道媒介为大气空间时,就是所谓的“无线通信”。此刻,通信系统主要由发送机和接收机两部分组成。

  无线通信收发信机中存在两种变换。在发射端,第一个变换是输入变换器,他把需要传递的信息变换成电信号--基带信号;第二个变换器是发射机将基带变换成其频带适合在信道中有效传输的信号形式--已调信号,这个过程称为调制。在接收端,第一个变换是接收机从信道中选取的已调波并将其变换为基带信号,此变换过程称为解调;第二个变换是输出变换器将解调后的基带信号变换成相应的信息。

  对于发送系统硬件电路系统而言,最困难的部分就在于中放变频和RF功效。对于接收系统而言,最困难的部分就在于射频前端。

无线通信及射频电路技术发展趋势
无线通信及射频电路技术的发展趋势如下:

①高频率化:随着无线通信的发展,需要传送的信息量越来越大。信息量的增大意味着通信需要更大的宽带,在低频下视线非常大的绝对带宽已变大十分困难,所以无线通信及射频电路技术的一个发展趋势就是工作频率越来越高,从高频、甚高频、特高频、微波、毫米波达到有效通信带宽的目的。

②高速率化:为了满足人们对通信质量和通信容量的要求,高速率的数据传输已经成为无线通信的发展趋势之一。这,也要求射频电路技术能适应高速率的数据传输,以满足实时传输声音、数据。图像等多媒体大容量信息的需要。

③低功耗:便于携带、工作时间长和功能多是无线通信的一个发展方向,这就必然要求射频电路具有低功耗的特点。

④数字化/软件化:软件无线电将会是无线通信的主要实现方式,所以需要射频和数字硬件电路在不同的频率下实现无线通信系统之间的互联互通、一机多用。

⑤低价与人性化:低价是有力的竞争手段之一,随着元器件技术的发展和制造成本的降低,无线通信设备和射频电路可以进一步的降低成本。另外,人性化和智能化将是无线通信及射频电路技术的发展趋势之一。


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