射频无线通信系统之发射和接收

什么是射频电路

射频电路是专门用于处理高频信号的电路，在通信、雷达、遥感等领域得到广泛应用。射频电路可以完成信号的传输、调制解调、放大、滤波等功能。

射频电路根据其功能和应用领域的不同，可以进行多种分类。以下是几种常见的射频电路分类：

1. 根据频率范围：

- 低频射频电路：频率范围一般在几百千赫兹（kHz）到几兆赫兹（MHz）之间。

- 中频（中频率）射频电路：频率范围一般在几兆赫兹（MHz）到几十兆赫兹（MHz）之间。

- 高频射频电路：频率范围一般在几十兆赫兹（MHz）到几百吉赫兹（GHz）之间。

- 毫米波射频电路：频率范围一般在几百吉赫兹（GHz）以上。

2. 根据应用领域：

- 通信射频电路：包括无线通信系统中的射频前端、天线、调制解调器等。

- 雷达射频电路：用于雷达系统中的发射和接收模块、滤波器、放大器等。

- 卫星通信射频电路：处理卫星通信中的频率转换、放大、调制解调等。

3. 根据功能和组成：

- 放大器：用于放大信号的幅度。

- 混频器：用于对信号进行调频、解调或频率转换操作。

- 频率合成器：用于生成特定频率的信号。

- 滤波器：用于选择或排除特定频率范围的信号。

- 天线：用于发送和接收无线信号。

4. 根据封装形式：

- 芯片级射频电路：以芯片形式封装的射频电路，通常应用于集成电路中。

- 模块级射频电路：以模块形式封装的射频电路，拥有更高的集成度和易于应用。

射频电路最主要的应用领域就是无线通信，图1.1为一个典型的无线通信系统的框图，下面以这个系统为例分析射频电路在整个无线通信系统中的作用。

图典型射频系统方框图

这是一个无线通信收发机（tranceiver）的系统模型，它包含了发射机电路、接收机电路以及通信天线。这个收发机可以应用于个人通信和无线局域网络中。在这个系统中，数字处理部分主要是对数字信号进行处理，包括采样、压缩、编码等;然后通过A/D转换器转换器变成模拟形式进入模拟信号电路单元。

模拟信号电路分为两部分：发射部分和接收部分。

发射部分的主要作用是：数- 模转换输出的低频模拟信号与本地振荡器提供的高频载波经过混频器上变频成射频调制信号，射频信号经过天线辐射到空间中去。接收部分的主要作用是：空间辐射信号经过天线耦合到接收电路中去，接收到的微弱信号经过低噪声放大器被放大后与本地振荡信号经过混频器下变频为包含中频信号分量的信号。滤波器的作用就是将有用的中频信号滤出来后输入模-数转换器转换成数字信号，然后进入数字处理部分处理。

射频电路和模拟电路区别

射频电路和模拟电路是电子领域中两个重要的概念，它们存在一些区别，主要体现在以下几个方面：

频率范围：

- 射频电路：射频电路主要专注于处理和传输高频信号，通常涵盖从几百千赫兹（kHz）到几十吉赫兹（GHz）的频率范围。射频电路常见于无线通信、雷达、卫星通信、射频识别（RFID）等领域。

- 模拟电路：模拟电路广泛应用于低频信号处理，其频率范围通常包含几赫兹（Hz）到几百千赫兹（kHz）。

信号处理方式：

- 射频电路：射频电路面对的是以频率为主导的信号处理，涉及到天线、滤波器、放大器、混频器、调制器、解调器等组件和技术。射频电路通常需要考虑传输线特性、阻抗匹配、功率放大等问题。

- 模拟电路：模拟电路主要处理的是连续的电压和电流信号，涉及到放大器、滤波器、运算放大器、模拟开关等。模拟电路侧重于实现各种电压和电流的处理、放大、传输和滤波等操作。

抗干扰能力：

- 射频电路：射频电路要求具备良好的抗干扰能力，因为射频信号更容易受到电磁干扰的影响。为此，射频电路通常采用特殊的屏蔽和滤波措施，以减小来自其他设备或环境的干扰。

- 模拟电路：模拟电路也需要一定的抗干扰能力，但相较于射频电路，对干扰的要求更为宽松。模拟电路更注重信号的精确度、稳定性和线性度。

以上是射频电路和模拟电路的一些基本区别。射频电路主要关注高频信号的传输与处理，而模拟电路则更多地处理低频信号和连续的电压/电流信号。尽管存在差异，但在很多应用中，射频电路和模拟电路也会有交叉和相互结合的情况。

审核编辑：黄飞