北京郵電大學(xué)-電磁場(chǎng)與電磁波實(shí)驗(yàn)微波接收系統(tǒng)的測(cè)量(共10頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上北京郵電大學(xué)電磁場(chǎng)與微波測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院：電子工程學(xué)院班級(jí)：組員： 報(bào)告撰寫(xiě)人： 微波收發(fā)機(jī)的系統(tǒng)調(diào)測(cè)微波TV收系統(tǒng)的基本原理一、 實(shí)驗(yàn)原理基本無(wú)線通信系統(tǒng)一般由發(fā)信機(jī)、收信機(jī)及其天線（含饋線）構(gòu)成。如圖1所示。 天饋 天饋收信機(jī)發(fā)信機(jī) 信源 信宿 圖1 無(wú)線通信系統(tǒng)的組成1. 發(fā)信機(jī)發(fā)信機(jī)的主要作用是將需要傳輸?shù)男旁葱盘?hào)進(jìn)行處理并發(fā)送出去。首先通過(guò)調(diào)制器用信源信號(hào)對(duì)高頻正弦載波進(jìn)行調(diào)制形成中頻已調(diào)制載波，中頻已調(diào)制載波經(jīng)過(guò)變頻器和濾波器轉(zhuǎn)換成射頻已調(diào)制載波，射頻已調(diào)制載波送至射頻放大器進(jìn)行功率放大，最后送至發(fā)射天線，轉(zhuǎn)換成輻射形式的電磁波發(fā)射到空間。一個(gè)典型的無(wú)線發(fā)

2、信機(jī)的組成框圖，如圖2所示。射頻放大器射頻濾波器上變頻器調(diào)制器信源信號(hào) 天線本振圖2 無(wú)線發(fā)信機(jī)的組成框圖2. 收信機(jī) 收信機(jī)的主要作用是將天線接收下來(lái)的射頻載波還原成要傳輸?shù)男旁葱盘?hào)。收信機(jī)的工作過(guò)程實(shí)際上是發(fā)信機(jī)的逆過(guò)程，首先對(duì)來(lái)自接收天線的射頻載波信號(hào)進(jìn)行低噪聲放大，然后經(jīng)過(guò)下變頻器、中頻濾波器中頻放大器變換稱為滿足解調(diào)電平要求的中頻已調(diào)制載波，最后經(jīng)過(guò)解調(diào)器還原出原始的信源信號(hào)。一個(gè)典型的無(wú)線收信機(jī)的組成框圖，如圖3所示。中頻放大器中頻濾波器低噪聲放大器解調(diào)器下變頻器本振天線 輸出信號(hào)圖3 無(wú)線收信機(jī)的組成框圖3. 天線天線是無(wú)線通信系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分之一。天線的主要作用是把發(fā)

3、信機(jī)送來(lái)的射頻載波變換成空間電磁波并輻射出去（發(fā)射端）或者把收到的空間電磁波變換成射頻載波并送給收信機(jī)（接收端）。本實(shí)驗(yàn)將對(duì)使用的額微波收發(fā)系統(tǒng)（SD3200）微波電路實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練系統(tǒng)的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，實(shí)驗(yàn)者能完整、透徹的了解微波射頻系統(tǒng)，掌握微波收發(fā)系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)。SD3200R/T微波TV收發(fā)系統(tǒng)由發(fā)射機(jī)系統(tǒng)和接收機(jī)系統(tǒng)兩個(gè)試驗(yàn)箱組成。該微波TV收發(fā)系統(tǒng)是一套工作在900MHz微波頻段的無(wú)線通信實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，可以進(jìn)行圖像和話音業(yè)務(wù)的無(wú)線傳輸實(shí)驗(yàn)，同時(shí)可以進(jìn)行濾波器，放大器，濾波放大器等電路的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。微波TV收發(fā)系統(tǒng)主要由TV發(fā)射機(jī)系統(tǒng)和TV接收機(jī)系統(tǒng)兩部分組成。微波發(fā)射機(jī)和接收機(jī)組成方框圖如下

4、圖所示微波TV收發(fā)系統(tǒng)可以提供6個(gè)無(wú)線信道，信道間隔8MHz，頻率設(shè)置如下表所示。信道中心頻率均為60MHz信道CH1CH2CH3CH4CH5CH6中心頻率（MHz）900892884876868860發(fā)射機(jī)本振頻率（MHz）960952944936928920接收機(jī)本振頻率（MHz）938930922914906898二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1、發(fā)射機(jī)的輸出頻譜測(cè)量（1） 連接測(cè)試系統(tǒng)（頻譜分析儀街道功率放大器的輸出端）。（2） 將信道選擇器設(shè)置為CH1.（3） 用頻譜分析儀觀測(cè)并記錄微波TV發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的輸出信號(hào)頻譜圖，頻譜圖記錄在數(shù)據(jù)表格中。（4） 測(cè)量并記錄輸出信號(hào)的主要頻率分量和信號(hào)電平，

5、測(cè)試數(shù)據(jù)記錄在數(shù)據(jù)表格中。（5） 將信道選擇器分別設(shè)置在CH2CH6，測(cè)量并記錄的主要頻率分量和信號(hào)電平，測(cè)試數(shù)據(jù)記錄在數(shù)據(jù)表格中。2、微波TV接收機(jī)系統(tǒng)調(diào)試1） 接收信道的單載波調(diào)試（1） 連接測(cè)試系統(tǒng)（斷開(kāi)調(diào)制器）。（2） 將信道選擇器設(shè)置為CH1.根據(jù)接收信道的中心頻率，設(shè)置微波信號(hào)發(fā)生器輸出指定頻率和功率的單載波信號(hào)（如900MHz，-40dBm）。（3） 用頻譜分析儀測(cè)量中頻放大器的輸出頻率和電平，測(cè)試數(shù)據(jù)記錄在數(shù)據(jù)表格中。（4） 將信道選擇器分別設(shè)置在CH2CH6，并根據(jù)相應(yīng)的信道設(shè)置微波信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)頻率，重復(fù)以上測(cè)量，測(cè)試數(shù)據(jù)記錄在數(shù)據(jù)表格中。2） 接收信號(hào)的頻譜測(cè)量（1

6、） 連接測(cè)試系統(tǒng)（斷開(kāi)調(diào)制器，發(fā)設(shè)計(jì)和接收機(jī)距離30cm左右）。（2） 將發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的信道均設(shè)置為CH1。用頻譜分析儀觀測(cè)中頻放大器的輸出信號(hào)頻譜圖，并與TV發(fā)射機(jī)的輸出頻譜圖相比較。（3） 將發(fā)射和接收信道分別設(shè)置為CH2CH6，觀察頻譜圖變化。3）接收機(jī)的靈敏度測(cè)量（1）連接測(cè)試電路（頻譜分析儀與接收機(jī)使用相同信號(hào)的天線，并盡量靠近）。（2）將發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的信道均設(shè)置為CH1，觀測(cè)電視機(jī)接收到的視頻圖像，保證接收到清晰圖像。（3）移動(dòng)發(fā)射機(jī)，增大發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的距離，直到圖像無(wú)法接收為止。（4）移動(dòng)發(fā)射機(jī)，減小發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的距離，直到剛剛接收到清晰圖像為止（注意要保持頻譜分析儀和接

7、收機(jī)到發(fā)射機(jī)的距離相同）。（5）用頻譜分析儀測(cè)量接收信號(hào)中電平最高的頻率分量的功率電平，記錄測(cè)試數(shù)據(jù)。（6）將發(fā)射和接受新到分別設(shè)置為CH2-CH6，重復(fù)以上測(cè)量，記錄測(cè)試數(shù)據(jù)。三、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析1、 微波TV發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的調(diào)試（1）發(fā)射機(jī)的輸出頻譜測(cè)量信道設(shè)置主要頻率分量和電平CH1頻率（MHz）893.2899.866906.267電平（dBm）-11.5511.00-14.65CH2頻率（MHz）885.467891.867898.400電平（dBm）-8.169.21-7.13CH3頻率（MHz）887.467884.00890.4電平（dBm）-10.5912.53-11.14CH4

8、頻率（MHz）869.467875.867882.267電平（dBm）-11.8110.78-5.22CH5頻率（MHz）861.33867.867874.267電平（dBm）-10.189.47-8.02CH6頻率（MHz）853.3860.0866.40電平（dBm）-18.2010.56-9.242、 微波TV接收機(jī)系統(tǒng)調(diào)試3、接收信道的單載波調(diào)制信道設(shè)置CH1CH2CH3CH4CH5CH6輸入頻率（MHz)900892884876868860輸入電平（dBm）-40輸出頻率（MHz)3838.23829.5947.1529.837輸出電平（dBm）-25-40-27-24-28.74-

9、23.48接收信號(hào)的頻譜測(cè)量信道設(shè)置輸出頻率（MHz）輸出電平（dBm)CH137.9-29.38CH237.91-29.87CH337.92-29.75CH437.917-34.68CH537.917-31.97CH637.933-29.78（3）接收機(jī)的靈敏度測(cè)量CH1CH2CH3CH4CH5CH6接收靈敏度/dBm-12.14-25.83-33.02-20.5-40.01-30.09微波TV收發(fā)系統(tǒng)的干擾測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)原理在無(wú)線通信系統(tǒng)中，無(wú)線信道是一個(gè)開(kāi)路環(huán)境，除了噪聲的影響外，不同系統(tǒng)或相同系統(tǒng)的不同發(fā)射機(jī)發(fā)射的無(wú)線信號(hào)也可能會(huì)相互干擾。而且干擾的影響往往比噪聲的影響更大，噪聲可能造成

10、通信質(zhì)量的惡化，而干擾很可能會(huì)直接造成通信的中斷。無(wú)線通信中的干擾主要包括同頻干擾、鄰頻干擾和互調(diào)干擾。1. 同頻干擾同頻干擾指的是相同工作頻率的發(fā)射機(jī)之間的干擾，同頻干擾是無(wú)線通信系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)的一種干擾，也稱為同信道干擾或同載頻干擾。凡是能夠進(jìn)入接收機(jī)通帶內(nèi)的其他系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)或本系統(tǒng)的其他發(fā)射機(jī)發(fā)射的載頻信號(hào)都可能稱為接收機(jī)的同頻干擾。同頻干擾示意圖如下所示。2. 鄰頻干擾鄰頻干擾指的是工作在鄰近信道的發(fā)射機(jī)的發(fā)射信號(hào)落入了接收機(jī)的通帶內(nèi)造成的干擾。鄰頻干擾主要是由與發(fā)射機(jī)工作頻帶相鄰的若干信道的發(fā)射機(jī)的寄生邊帶頻率、寬帶噪聲、寄生輻射等產(chǎn)生的干擾。鄰頻干擾的抑制涉及發(fā)射機(jī)的噪聲和寄生輻射

11、、接收機(jī)的選擇性及鄰近頻道的間隔等諸多因素。一種無(wú)線發(fā)射機(jī)的邊帶噪聲造成的鄰頻干擾如下圖所示。3. 互調(diào)干擾當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的不同頻率的信號(hào)通過(guò)同一個(gè)非線性電路時(shí)，將會(huì)發(fā)生互相調(diào)制，產(chǎn)生新的頻率的信號(hào)的輸出，如果該頻率正好落在了接收機(jī)的工作信道帶寬內(nèi)，就會(huì)構(gòu)成對(duì)該接收機(jī)的干擾，稱這種干擾為互調(diào)干擾或交調(diào)干擾。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及分析1. 環(huán)境干擾的測(cè)量按照如圖所示的方式連接測(cè)試系統(tǒng)（關(guān)閉實(shí)驗(yàn)中的所有微波TV發(fā)射機(jī)的電源）頻譜分析儀用頻譜分析儀觀測(cè)微波TV收發(fā)系統(tǒng)的工作頻帶內(nèi)的環(huán)境干擾，如果有干擾，記錄干擾信號(hào)的頻率范圍和信號(hào)電平，確定受干擾的信道，測(cè)試數(shù)據(jù)如下表所示。環(huán)境干擾測(cè)量頻率范圍/MHz干擾

12、信號(hào)電平/dBm受干擾信道干擾1117.5-55無(wú)干擾2892.5-38.9CH2干擾3895.9-40.36CH2分析：實(shí)驗(yàn)中并為關(guān)閉實(shí)驗(yàn)室中所有的微波TV發(fā)射機(jī)，因此有部分干擾是來(lái)自環(huán)境中固有的，有部分干擾是實(shí)驗(yàn)室中其他組的發(fā)射機(jī)發(fā)射出來(lái)的信號(hào)。向117.5MHz的信號(hào)應(yīng)該就是環(huán)境中固有的，干擾電平比實(shí)驗(yàn)室中發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號(hào)干擾電平小。而且對(duì)本次實(shí)驗(yàn)中用到的信道的干擾不會(huì)很大，因?yàn)轭l率偏離的比較遠(yuǎn)。2. 同頻干擾的測(cè)量1) 按照如下圖所示的方式連接電路，先關(guān)閉正常發(fā)射機(jī)和干擾發(fā)射機(jī)的電源，打開(kāi)正常發(fā)射機(jī)的電源，將發(fā)射信道設(shè)置為指定信道，調(diào)整正常發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的距離，保證接收機(jī)接收到清晰的圖

13、像。2) 用頻譜分析儀觀測(cè)接收信號(hào)的頻譜，測(cè)量接收信號(hào)電平最高的頻率分量的頻率和電平，記錄數(shù)據(jù)。3) 打開(kāi)干擾發(fā)射機(jī)電源，將發(fā)射信道設(shè)置為正常發(fā)射機(jī)的相同信道，此時(shí)接收機(jī)應(yīng)當(dāng)無(wú)法收到清晰的圖像，用頻譜分析儀觀測(cè)接收信號(hào)的頻譜變化，分析通信中斷的原因。4) 移動(dòng)干擾發(fā)射機(jī)，使其逐漸遠(yuǎn)離接收機(jī)，直到接收機(jī)剛剛可以接收到清晰的圖像為止。5) 關(guān)閉正常發(fā)射機(jī)電源，用頻譜分析儀測(cè)量干擾信號(hào)中電平最高的頻率分量的頻率和電平，計(jì)算接收信號(hào)的載干比，記錄在表格中。信道設(shè)置中心頻率/MHz信號(hào)電平/dBm載干比/dB正常信號(hào)899.74-16.251.44同頻干擾899.63-17.69分析：實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是非

14、常明顯的，一旦把領(lǐng)桌的實(shí)驗(yàn)箱的發(fā)射信道和我們的設(shè)置成同樣的，那么我們的接收機(jī)接收到的信號(hào)明顯受到干擾，而且如果干擾天線離接收天線近一點(diǎn)的話，接收機(jī)連接的TV顯示的就會(huì)是干擾機(jī)發(fā)出的信號(hào)。因此同頻干擾的影響是非常嚴(yán)重的。就相當(dāng)于是有兩臺(tái)相同頻率的發(fā)射機(jī)，一臺(tái)發(fā)射的是目的信號(hào)，另一臺(tái)被視為干擾發(fā)射源，這時(shí)由于是同頻干擾，接收機(jī)就很難辨別哪個(gè)是應(yīng)該接受的信號(hào)。3. 鄰頻干擾的測(cè)量1) 按照如圖所示方式連接電路，首先打開(kāi)正常發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，將發(fā)射信道設(shè)置為指定頻道，保證接收機(jī)能接收到清晰的圖像。2) 用頻譜分析儀觀測(cè)接收信號(hào)的頻譜，測(cè)量接收信號(hào)電平最高的頻率分量的頻率和電平，記錄數(shù)據(jù)。3) 打開(kāi)干擾發(fā)

15、射機(jī)電源，將發(fā)射信道設(shè)置為正常發(fā)射機(jī)的相鄰信道，觀測(cè)接收機(jī)的接受圖像的變化并分析原因。4) 關(guān)閉正常發(fā)射機(jī)電源，用頻譜分析儀測(cè)量干擾信號(hào)中電平最高的頻率分量的頻率和電平，計(jì)算接收信號(hào)的載干比，記錄在表格中。信道設(shè)置正常發(fā)射機(jī)干擾發(fā)射機(jī)中心頻率/MHz信號(hào)電平/dBm正常信號(hào)899.74-17.98鄰頻信號(hào)894.0-35.78干擾信號(hào)907.31-47.07分析:由于鄰頻信號(hào)與正常發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號(hào)的中心頻率離得很近，因此也會(huì)在發(fā)射信號(hào)的載頻兩側(cè)，會(huì)對(duì)接收機(jī)接收信號(hào)造成一定的干擾。打開(kāi)干擾發(fā)射機(jī)電源并且設(shè)置為正常發(fā)射機(jī)的相鄰信道后，接收機(jī)的接收?qǐng)D像會(huì)變得模糊一些，這是鄰頻干擾造成的。三、實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我們小組經(jīng)過(guò)親身的實(shí)踐，我們了解了微波TV收發(fā)系統(tǒng)的基本原理，同時(shí)也明白了微波TV收發(fā)系統(tǒng)收到的干擾也會(huì)很多，所以在現(xiàn)實(shí)生活中，我們也懂得了技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，也能在之后的學(xué)習(xí)中更加理解這一點(diǎn)。 在無(wú)線信道中，由于傳輸環(huán)境的不穩(wěn)定性可能會(huì)存在很多干擾，如本實(shí)驗(yàn)中研究的同頻干擾、鄰頻干擾還有互調(diào)