摘要：无线通信的产生与应用为人们生活注入了新的活力，增加了人与人之间的沟通渠道，对社会进步具有重要的促进作用。基于此，本文首先对无线通信的射频收发系统进行了简单介绍，其次从接收机、发射机以及天线等方面对系统设计进行了深刻探讨，希望可以为我国无线通信领域的发展贡献一份力量。
关键词：无线通信；射频收发系统；接收机
引言：
对于射频通信系统来说，具有很多优点，比如射频频率比较高，可以对高信息容量以及宽频带等进行有效运用；由于电感以及电容等的尺寸比较小，因此可以缩小通信设备体积；可以对大量可用频谱进行有效提供，能够对频谱资源不足问题进行有效缓解；可以增大信道频率间隙，进而对信道干扰问题进行有效避免。因此对于无线通信从业人员来说，应该增强对射频收发系统的重视，并做好系统的分析与设计工作，进而促进无线通信业的稳定发展。
1系统分析
射频收发系统的组成部分主要体现在信息源、输入转换设备、发信机、传输信道、接收机（如图1）、输出转换设备以及收信者等方面。
图1 接收机
在通信系统当中，通常都需要实现调制以及解调等的变换。其中，对于调制来说，主要是对待传输信号进行一些处理，以确保其和信道传输信号相适应。而对于解调来说，通常作用在发送端。对于传输信号来说，多数都是一些低频信号，主要体现在零频附近分量方面，也就是基带信号。而对于接收端的接收机来说，其功能和发信机功能相反，可以对已调信号进行还原，我们将这一现象称为解调。对于调制以及解调等来说，使用它们的原因主要体现在以下两个方面：
第一，可以提高频率。无线通信系统主要是通过空间辐射对信号进行传输的，根据天线理论我们可以知道，如果想要实现信号的有效辐射，就必须确保信号波长小于辐射天线尺寸。因此可以利用调制以及解调等提高频率，进而为信号辐射创造便利条件。
第二，可以对信道进行复用。通常情况下，传输信号所占用的带宽会比信道带宽小，所以，如果信道在同一时间只能对一个信号进行传输，那么就会引发资源浪费问题，但是也不能对多个信号进行同时传输，因为会引发信号干扰问题。而对调制进行合理运用，可以将各个信号频谱转移到相应位置，对信号交叉、重叠等问题进行有效避免，进而实现了信道的复用，并且还不会引发信号干扰问题[1]。
2系统设计
2.1接收机设计
本文所采用的接收机为零中频接收机，也可以称其为零差接收机。在该接收机当中，其中频IF为零，可以将射频频谱变频到基带，之后再对信道进行合理选择。对于零中频接收机来说，为其射频以及中频链路等设置了相应的声表滤波器。从ADS仿真的角度来分析，主要对其进行了下述几方面的设计：
第一，将射频中滤波器的频率设置成2.0GHz，将其阻带带宽设置成0.4GHz，将滤波器的阶数设置成4阶，将带外衰减设置成24dB，将插入损耗设置成0dB，将噪声系数设置成2dB。
第二，将下变频混频器边带设置成了下边带，将转换增益设置成12dB，将噪声系数设置成11dB。对于接收信号来说，主要包括两路，即正交和同向，其中一路信号会和接收信号进行直接混频，而另外一路信号则需要通过移相器进行移相之后，才能够进入到混频器当中。在混频器设计过程中，需要对中频信号频率进行充分考虑，在此基础上对输入电压频率进行合理设计，进而实现混频器的有效控制。
第三，需要对接收机电路图进行合理绘制，主要包括射频前端电路、模拟基带电路以及下变频电路等等。其中，对于射频前端电路来说，主要是由放大器以及滤波器等构成；模拟基带电路主要是由两条支路构成；下变频电路主要是由移相器、混频器以及功分器等构成。
第四，在系统电路绘制完毕之后，就可以对接收机进行仿真设计。在这个过程中，需要将终端负载元件以及S参数等插入到输入输出端，对控制器进行仿真，并对起始扫描频率以及终止扫描频率进行合理设置，在设置结束之后，就可以进行仿真运行[2]。
2.2发射机设计
本文所选择的发射机为零中频发射机。对于该发射机而言，主要包括平均载波频率、发信载频包络、射频功率控制、射频输出频谱、杂散辐射、互调衰弱、相位误差、频率误差、频率稳定度以及调制特性等众多性能指标，因此在对其进行设计研究时，需要对这些指标进行充分考虑。结合本通信系统的实际情况，本文主要对发射机进行了以下几方面的设计：
第一，将发射功率设置成了可调变量，并将输入信号功率设置成1.5dBm。
第二，将发射频率设置成原来的10.7MHz。
第三，将输出阻抗设置成50欧盟。
第四，将本振信号频率设置成1.9GHz，将本振信号功率设置成12dBm。
第五，需要对ADS元件库进行充分利用，对功率源、混频器、滤波器、终端、电阻以及放大器等进行合理选择。其中，可以将选择的功率源作为本振信号和中频输入。
第六，发射机重要的影响因素在于系统增益指标，因此为了对这一指标进行有效分析，可以将仿真控制器添加到电路图当中，之后再添加一个变量控件，进而对本振频率以及功率值等进行合理设定。最后利用ADS自带工具对系统增益公式进行自动生成[3]。
2.3天线设计
本系统所使用的天线是微带天线。在对微带天线进行设计时，需要对介质基板以及其他相关材料等进行合理选择。其中，对于介质基板来说，其最佳厚度为1.27毫米，可以对天线效率进行有效提高。另外，也需要对微带天线的中心频率进行合理设计，本文将其设置成3GHz。在对相关参数设置结束之后，就可以进行版面设计，对馈线端口、介质层以及金属层等进行合理设计，完善它们的相关功能，在版面设计结束之后，就可以对其进行仿真运行，并将仿真的频率控制在2.5到3.5GHz之间，在点击仿真按钮之后，就会获得仿真结果。另外，为了进一步提高天线效率，也可以对仿真频率进行适当调整，然后再次进行仿真运行，并对两次仿真结果进行对比分析，进而对天线设计进行合理优化。
结论：总而言之，射频收发系统对我国无线通信领域的发展具有重要意义，是增强无线通信效果的必然选择。因此对于相关工作人员来说，应该意识到射频收发系统对无线通信发展的重要性，结合自身所需对系统构成进行全面分析。同时也需要根据无线通信的实际情况，对接收机、发射机以及天线等进行合理设计，对系统的运行效果进行有效保障，进而实现我国无线通信业的可持续发展。
参考文献：
[1]顾其诤, 杨国敏. 无线通信中的射频收发系统设计[M]. 清华大学出版社, 2016.
[2]张云发. 无线通信射频收发系统的分析与设计[J]. 中国新通信, 2016, 18(23):3-3.
[3]程知群, 张胜, 李进,等. 宽带无线通信射频收发前端设计[J]. 电子器件, 2010, 33(2):186-188.
论文作者:罗国标
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/9/10
标签：射频论文; 信号论文; 无线通信论文; 频率论文; 接收机论文; 设置成论文; 天线论文; 《基层建设》2018年第19期论文;