简易无线通信信号分析与测量装置研究

岳延亮

摘 要：无线通信是21世纪以来高度发展的一项科技，它的应用极为广泛，目前，广泛应用在通讯、WIFI无线网络等各方面，这些无线通信装置在我们的日常生活中应用极为广泛。同时，无线通信在世界上的发展前景极好，有望在我们的社会工作中得到广泛应用。本文即基于无线通信的重要性，简要介绍无线通信的基本情况，对其发展进程、无线通信信号、以及测量装置等进行分析论述。

关键词：无线通信技术；信号；测量装置；无线网

中图分类号：TN912 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）24-0020-02

1 无线通信基本情况

1.1 无线通信技术概述

无线通信技术是一种利用电磁波无线通信信号在空间中自由传播的特性来交换电磁波所携带的信息以此来达到通信目的的一种无线通信技术。无线通信技术具有速度快、反应灵敏、节省人力物力等特征。但早期的无线通信技术是由太局域网发展而来的。太局域网的有线性、需要大量的管线进行链接，同时它的只局限于一定地区的特征促进了无线通信技术的发展。无线通信技术的初次诞生是为了弥补太局域网的不足之处。在随后的几十年里，无线通信技术逐渐作为一种独立与太局域网的技术发展开来。无线通信技术由于本身的通信速度快、传播范围广、及时高效、节省人力物力等特征使得无线通信行业普遍注意到无线通信技术，同时在人们对无线通信技术的需求影响下，政府亦不断在无线通信技术领域投入资金。无线通信技术在逐渐发展中其传播途径有微波通信和卫星通信两种。而微波通信中的微波是指一种电磁波，是无线通信技术中通信信号传播交流的一种相当于介质的一种物质。而这种介质传送距离较短只有有几十千米。而由于微波本身频带宽、通信容量大、传送距离短等特征，导致利用微波进行无线通信具有一定的局限性。但是，在无线通信行业寻找出了一种解决办法，即建立一个中继站。在微波的传送距离达到的地方建立中继站联系下一个微波，利用微波通信的这种局限性可以全面借助中继站进行解决。卫星通信是指利用通信卫星进行无线通信的一种无线通信技术，其中卫星通信中其借助了微波通信中的中继站技术，将通信微信视作微波通信中的中继站，起到转接的作用，在地面上的两个或多个地球站之间或移动体之间建立通信联系。

1.2 无线通信技术的发展

20世纪70年代，人们开始对无线网进行研究。而在这个时期是局域网发展较为迅速的时期。局域网是指在几千米内由多台计算机联合而成的计算机组。在这个时期，局域网LAN本身在计算机诞生时间较短，各方面软硬件技术发展尚不健全，以及我国的社会科学技术方面的发展尚处于初级阶段的特性，使得无线通信技术的发展没有达到合适的条件。但是由于无线网具有不用架管线、灵敏度高的特性，得到了特定的通信行业市场的认可，而之后的人们在逐渐的发展中认识到了无线网的优点。但是在当时的技术以及材料等的不足使得无线网快速发展，同时当时的无线网遵循的是局域网的IEEE802.3标准使得无线网具有在具有易受其他微波噪声干扰，性能不稳定，传输速率低且不易升级、不同厂商的产品相互间不兼容等缺陷，这些缺陷制约了无线网的发展，使得无线网在当时发展较慢。但是，即使无线网的这些缺陷也不能阻碍无线网的逐渐发展。在1997年6月，IEEE通过了802.11标准。这个标准是无线通信技术多年发展下的一种发展，这个标准对网络的物理层（PH）和媒质访问控制层（MAC）进行了规定，在这个标准下，各产商的网络在MAC层面下可以兼容，而兼容模式的诞生使得无线网行业开始了竞争模式。在此，802.11规定了三种发送及接收技术：扩频技术、红外技术、窄带技术。扩频又分为直接序列扩频技术（简称直扩），和跳频扩频技术。直序扩频技术，通常又会结合码分多址CDMA技术。目前世界上的无线通信发展十分迅速，为民众提供无线通信服务的公司企业近几年来得到了加速发展，目前世界上提供无线通信服务的公司企业有许多，例如Brocade旗下的子公司优科无线公司。而无线局域网的销售额据美国IDC公司日前发表的调查结果，2001年全球无线局域网（LAN）设备的销售额比上年增加34.2%，达到了14亿5000万美。无线通信在提供无线局域网基础设施的供应商及销售额上的增长以及无线局域网自身的发展都充分说明了无线通信在未来的发展中占据着重要的地位，无线通信的未来发展前景良好，但是任何事物在发展中都可能遇到一些困难，无线通信的发展也不例外。

1.3 无线通信技术的优缺点

无线通信技术在实际应用中与传统的有线通信的设置维修相比具有许多优点，其中不必浪费大量的人力物力，在物力上与传统的局域网相比其不需要一定的管线进行连接，只需要在电磁波信号达到的距离建立中继站就可以了，这样可以节省管线的材料费用，同时在维修与建设方面的费用也可以节省下来；其次，可以节省时间，无线网主要依凭技术手段在安装初期做好工作，节省管线安装的时间，同时不需要频繁的进行维修；再次在实际情况应用中，无线网与有线网相比可以更好的适应环境，无线网不需要管线等的安装，因此在无线网安装时、应用、维修等都不限特定的环境時间等，只需要有空时安装即可。最后，由于无线网的逐渐发展，在扩展方面是很灵活的。它不像局域网那样限于一定的空间之内，同时也不需要管线进行扩展。因此，无线网的发展与取代局域网是必然的，无线网发展在近些年发展也极为迅速。但是无线网的发展也带来了一定的问题无线网的运行速度较慢以及频频卡顿等问题，但是这也并不能遮掩无线网的优点。无线通信技术本身的特性是符合未来发展的趋势的，因此无线通信技术即使现阶段仍存在无法解决的问题，但是随着科技的发展，无线通信技术会逐渐改进更新，迅速发展。

1.4 无线通信的应用

目前，无线通信这技术在我们的生活中应用极为广泛。计算机网络、手机等已渗透到民众生活工作的方方面面的今天，无线通信技术广泛应用于日常使用的手机电话、电脑等，其中主要的功能3G、4G、5G流量网络以及WLAN、蓝牙、宽带、数字电视等都有无线通信技术的运用。

2 无线通信信号分析与测量装置

2.1 简易无线通信信号

无线通信信号应用中的简易的无线通信系统，设计由正弦波信号源部分、发射部分和接收部分組成。信号源部分采用DDS波形发生技术，由单片机STC89C52和DDS芯片AD9851相结合，实现峰峰值1V，频率100～1000Hz可进行调节的功能。发射部分由TX5芯片和滤波放大电路完成，实现发射频率在1～40MHz之间。接收部分由超再生接收器、单片机和液晶构成，实现无线接收，接收距离不小于3米，并显示接收输出信号的频率。

无线通信信号在传输过程中存在一种无线信道，信道又指通路，指存在的两点之间用于收发信号的单向或双向通路。可分为室内传播和室外传播两种，而室外传播又可以分为宏蜂窝模型和微蜂窝模型。

目前，无线通信技术在世界上的应用前景广阔。无线通信技术不需要管线即可随时随地的通信，其节省了人力物力，是社会发展的大势所趋。目前，无线通信技术由20世纪末的有线通信逐渐进化更新为无线通信，由原来的应用较少的无线通信技术到现在应用于各个方面的无线通信技术充分证明了无线通信技术的发展前景。而无线通信信号作为无线通信技术主要部分发挥着重要作用。因此，对无线通信信号分析与测量装置进行研究是对无线通信技术行业的一种预先实践。

2.2 无线通信信号分析与测量装置的实际应用

无线通信信号这一专业在教学当中，纯粹的理论知识恐怕很难使吸引学生的注意力。同时，无线通信信号这一专业若只凭纯粹的理论知识，学生无法在运用自己学习到的知识，知识无法实际应用，学生根本无法在实践当中应用自己学习到的知识，这使得教学脱离了教育的目的，只是在纸上谈兵。这种教学具有严重的缺陷。而在教学中把理论知识与实践相结合，可以有效打牢学生的知识基础，使得学生在实践中应用自己学习到的知识，在实践中发现问题，大家一起共同探讨解决之道，若无法解决可询问老师或专业人士或者自己查询相关资料进行解决，而这种实践对于无线通信信号方面的行业发展及人才培养都可起到重要的作用。同时有助于学生在实践中开拓自己的思维，让学生在实践学习运用创新，让学生在实践中学会解决问题，在实践中发现问题，学会自主学习，为学生未来在无线通信行业的发展夯实理论基础。故此，自主制作简易的无线通信信号分析与测量装置是一个极好的实践方式。但制作简易的无线通信信号分析与测量装置需要注意一些问题如下：

一般情况下，在无线通信领域的专业上，若想培养学生的无线通信领域的专业能力，应实践与理论知识相结合。在实践领域，教师可带领学生去专门的无线通信技术行业的专业地方进行观摩学习或者进行实际性的操作，在教师或专业人才的指导下设计制作一个简易的无线通信信号分析与测量装置。

在设计制作简易的无线通信信号分析与测量装置应注意在设计制作实验开始前、实验过程中、实验后等各方面的情况，在专业人士的指导下运用专业器材制作装置，同时在实验制作完成后的实验阶段，若只是一组数据可能存在巧合因素，应在多次进行实验的基础上统计实验中出现的各种问题及数据，最后进行同一分析。以下是设计制作无线通信信号分析与测量装置的注意事项：信号分析装置能从高频信号发生器获取信号，并自动扫描、捕捉、分析和识别通信信号，载波工作频率范围：15MHz～25MHz；其二自动测量通信信号的输入信号载波频率，测量值的准确度优于5%；其三自动判别射频信号的调制方式：无调制载波信号、AM、FM、ASK、FSK；其四用液晶屏显示其一、其二要求的各项参数；其五正常识别条件下，接收机灵敏度≤1mV；其六高频放大器输入阻抗为50Ω等要求。

以上对简易的无线通信信号分析与测量装置进行分析后引出的制作简易无线通信信号分析与测量装置的基本要求及需要注意的部分，也是一般情况下简易的无线通信信号分析与测量装置制作的重点与需注意的部分。

3 结语

21世纪以来，伴随着计算机网络和信息通信技术的蓬勃发展，无线通信技术迅速发展起来。无线通信技术与有线通信相比其在人力、物力上的优势，逐渐淘汰了有线通信。但是无线通信的发展也是在不断的更新发展升级之中，在不断的发展中，它不断的解决无线通信中出现的问题，伴随着社会的发展，无线通信技术亦不断发展。目前，它已经被广泛应用于计算机网络、手机通讯之中，渗入了教育、通讯、娱乐等社会生活的方方面面。

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