通信英文翻译

1附录一介绍射频设备与系统设计1.1定义许多学科尽量安排事情成为某种逻辑顺序并给予定义，功能，特点，和进程。几乎所有的时间，例如定义失败，至少在一定程度上，这种做法仍在继续，尽管明显缺陷和不准确之处大量存在。最重要的是，教育进入该领域的兴趣已经容易得多。电气和电子工程师协会历来分为4个或5个类别。然而，词的含义仍然可以混淆。一个简单的电子设计，最低级别的层次往往是组成元件，如电阻，电感，和晶体管。它们连接的形式电路[例如，电压调节器或自动增益控制放大器（自动增益控制）]，如果这种放大器投入物理外壳，并配有同轴连接器，许多同事称为装置。整理了一些设备，其中一些往往只是电路相邻的非常同样的印刷电路板，成为一台设备。这可能是，例如，一个接收器（接收），发射器（发射），或频谱分析仪。最后，当设计师有一个捆绑的发射和接收器，他或她可以配置一个完整的射频系统，这可能是用来传输地面数字电视信号或跟踪潜在的敌机。这五个步骤的过程中进一步澄清如图1.1。图1.1五个步骤的设计。相邻块之间的界限不是定死的，有时不同的阶段是不需要的组件线路电器设备系统2射频系统可能会失败，由于一个坏电阻或一个事实，即经营点放大器已漂流了适当的区域。这种事情确实发生多次在现实生活中，并一定会再次发生。然而，这本书一般认为，元件和电路设计方面所涵盖其他地区。在这里，重点是设计和分析完整的设备（例如，RXs，并在更大的程度，系统，如雷达或无线电通信网络）。这个词系统有许多定义，有些或许比别人做得更好。系统工程更难在简短的描述，但我们可以尝试的话说，这是一个聪明的方式相结合的能力，不同的工程学科取得成功的结果。它也考虑到了不同程度的有害的副作用，并试图以确保既定目标得到满足均匀。不可避免地，系统的工程技术处理任务中，有一种强烈的之间的相互耦合的各种界别的利益。失败的系统工程努力是很容易认识到一旦发生。它可以被描述作为一套火箭爆炸punctuating研究计划[1]或错误的解释右手圆极化在世界上第一个卫星电视中继会议[2]。技术史二次大战充满例子越来越少幸运系统工程[3]是企业的生命和行动前俄罗斯和平号空间站[4]。图1.2基本的射频系统组成的一个收发系统，，两个天线和传播路径介于两者之间。这本书籍，图1.2是一个很好的例子，一个射频系统。我们通常至少有两个天线，一个两端的传播路径。一个网站有一个得克萨斯州，其他的收发。德克萨斯州的基石包括一些主振荡器，一个调制输入和相邻的调制器，以及一些功率放大器（PA）。一个电源是必须的。在接收我们经常有一个低噪声前置放大器;一些混合或下变频，而这又需要主振荡器（通常称为本地振荡器）;一个解调;之后，一套基带放大器和处理器。1.2读者应该知道些什么许多RF工程师从大学毕业获得了一个坚实的背景在无线电波的传播，天线，传输线分析，电子电路理论和也至少有一些能力的节目。事实上，由于大多数射频系统是真正的体育建筑，人们可以看到，触摸，感受，一个基本的了解机械工程基本面将是一个很大的帮助以这本书的读者。电磁理论的基础最电气工程和射发射机接收机传播路径3频设计也不例外。这些议题都是假定在这演示文稿是一个基础的了解讨论（见图1.3），虽然许多项目显示为标题在今后的章节。在那里，但是，治疗可以省略细节或着重于有限的议题，从而使一种误导印象，那些没有适当的背景。此外，由于缺乏任务的具体人在无线电领域，工程师们从有关的科学领域进入无线电业务和可能无法收集所有必要的启动信息。因此，我简要地列出一些关键要素，每个局部地区，以便有兴趣的读者可以查阅合适的课本为进一步研究。图1.3射频设备和系统的设计依赖于许多不同的技术，没有这种成功的过程是难以维持。无线电波的传播通常是当作了一套程序，它启动从相对简单的自由空间案例近似值可能是一个无线电联系两个深空探测的通畅旅行的一部分，外空间。欲了解更多通常情况下，该模型的补充，考虑到帐户的影响，对流层和电离层。从思考地球表面的和人为的结构必须在大多数情况下，模拟以及。多是关键短语用在这方面在今天的短距离移动无线通信。更重要的传播问题的衍射和，更确切地说，边缘绕射和顺利球衍射和管道，这是偶尔看到的超长无线连接在很高的频率（VHFs）和超高频率（UHFs）。雨衰减和散射是重要的特殊问题，尤其是遇到了较高的微波和毫米波频段。图1.4进一步凸显的过程中处理各种传播主题。射频传输线和各个组成部分的基础上他们必须分析并根据自己的设计分布性质[5]。电压和电流不不再仅仅职能的时间，而且还依赖于物理位置的观测。因此，传输线分析与史密斯图表及相关业务是至关重要的[6]。这些措施包括射频系统制造机械工程电磁学半导体物理微波工程电子化学航空工程商业方面4散射参数的两个港口，返回损失，衰减，驻波比（SWRs）和群时延[7]。阻抗匹配同轴电缆，波导和微带或带状结构另一个重要的领域[8]。传播方式的波导，转换之间不同的形状和指导的形式，和输电线路功率处理能力必须理解的。许多需要天线射频系统运作正常。在一些工业微波系统，他们可能被要求换。天线特性形成根据许多高阶性能数据[例如，低截获概率（低截获概率）在军事雷达和通信]。此外，尽管能力的现代数字信号处理，天线有时会取得成功的关键。不同天线类型，其尺寸标注基础，模式参数，如增益，波束，和副瓣电平的一些必要的功能[9]。图1.4从自由空间模型，系统设计师估计实际的传播特性，同时考虑到补充因素。有时第一大学课程的电子可以大大降低学生的学习兴趣在电路设计中，由于其相对重半导体物理[10]。我们的目的，但是，更多的相关主题包括放大器[11]和振荡器[12]的设计原则，电源供应器及电压条例[13]，和不同的二极管探测器。一些了解小学逻辑设计和微波材料[14]也有帮助。同样，在系统设计阶段，但更重要的是有一个想法，为什么事情的方式他们这样做，这是非常往往是最意想不到的方式。知道如何适用于例如，场效应晶体管（FET）阶段可能更有价值，而不是能准确地计算出漏电流在这条赛道。1.3方法的类型我的许多同事认为，适当的图书领域中的工程科学应建立在严格的数学表述的过程和现象。在我看来，这种做法并不一定产生更好的理解的主题，但可能不自由空间模型实际繁殖模型衍射雨对流层表面思考5是增加混乱。因此，为了学习和讨论，而应是这样一个首次获得足够总体看法和问题后，才开始制定这一套复杂的数学方程。这本书试图遵循这一原则，考虑到实际问题的射频项目，往往出现在形式如图1.5。大量的数学手法有被忽略或至少大大缩短。此外，有若干因素有一个数学起源提出了唯一的图形形式，因为这将创建长期持久的记忆，对于读者。图1.5射频系统工作的实际问题。这搅拌桩硬件必须首先投入运行;只有在此之后，我们可以预期结果的数值分析。话题在这本书往往被从面向问题的观点。这意味着，我们先定义一个任务是由一个特定的射频设计和随后试图找出什么样的设备需要和应该如何有组织。我的重点是过程和现象，我经常描述实际系统，已建成为一个具体工作。读者谁需要详细有关具体组件级别的问题，应寻求一个许多优质来源存在，例如，见[15]。与其他一些书籍在这同一领域，这一案文还指出，如果系统的设计，甚至是错误的彻底的失败。这样，本书试图文件的技术遗产下列工程后代。正如一名历史学家说：“目的军事历史是解释为什么事情向坏的一面，以使人们有可能为了避免同样的错误再次发生。”避免犯同样的错误再次发生。“我特意选择了一个稍微轻松的写作风格，我相信这将使阅读稍微流利，而且还让我讲述一些不太成功实验在原有的风格，换句话说，在以何种方式在他们内部讨论后，在外地或在实验室里。也许这种做法是令人鼓舞的，也。读者需要学习，这是不那么重要，如果他们的第一次无线电监测接收系统不工作或提供最初惊人的输出。早期预警雷达系统，美国军方在过去发现月球视为敌对目标[16]，和英国贡献了世界上第一个卫星电视实验失败的原因是不正确的解释圆极化。俄文第二次世界大战无线电控制的地雷，其中一个例子是如图1.6，被巧妙件6工程的硬件，但不能炸毁secondlargest城市在芬兰于1941年，因为有人已经决定使用同一广播波段频率为每一个雷管，从而使整个阿森纳比较容易堵塞。计算机仿真是今天的基石之一，射频设备及系统设计。一些有效的软件产品已被释放的商业供应商和一些大型企业甚至不得不资源开发和维护他们自己。这本书会，不过，没有讨论的射频设计软件问题除一对夫妇的例子，一些特别的再次出现。我选择强调更多的物理方面的东西和设备，并纳入任何有用的软件世界将增加一倍书籍的数量网页。图1.6一个无线电系统可能很容易失败，即使其组成部分是完美的。二战期间二，这些俄罗斯无线电遥控地雷所有使用相同的载波频率和容易卡住。1.4目标的系统设计这是比较常见，一个RF系统项目已在广泛的意义众多的目标，只有某些或其中之一实际上是已知的个人设计师。这是尤其如此，如果是大型项目在时间，人力，成本，或地理，如果有很多新的团队。首先，有或应该是，在某些情况下，一个“纯粹”的技术目标或一套技术目标。在这里，字技术手段，这可以被描述为一个射频参数或任何其他技术参数。这可能是，例如得克萨斯州输出功率1MW在200千兆赫，任务本身。在某些罕见的情况下，该规范可作为模糊为“最佳无7论IT成本，”这可能是军事的情况电子对抗或该人的情况下，第一次去月球。然而，一个真正的项目的环境通常有更多的目标，不能容易付诸技术形式。目前，最经常遇到目标是财政。它可以被界定为最低的制造成本每股，最大的收入，每年，或在一些政府项目，只是停留在预算。另一个问题是时间。几乎每一个现实世界的技术项目具有一定的截止日期之前，这所期望的结果必须可用。只有附近或在基础研究领域可以享受部分免于时间表。因而，系统的设计通常要实现的主要技术目标，但同时时间满足其他限制要求。不幸的是，管理不善，可能导致的情况下，以技术的目标是有意或无意地忽视支持预算或时间表。一位经验丰富的项目经理也应该理解设计工程师说，主要是出于技术挑战，如果不单独工作，一定会利用一切资源来满足这些要求。1.5系统设计的精神在跳进个别参数影响性能的射频设备和系统，我们可以首先简要说明了一些非常一般性发言执政的任务区。若要开始，一个正常的系统项目很少有剩余时间。这意味着，必须尽一切努力，采取以加快设计和评价阶段。从这个意义上讲，没有任何新出现了自1940年代以来。“保持简单”是一个很好的一般工作的座右铭，不仅加快了这一进程，但也降低了一些故障。越少的要素，少的事情崩溃。这种效应可能会相当显着，例如在图1.7。的大小项目一般都有大幅度影响到最后的输出的性能数据。一种制度通常被描述为一种妥协或收集了妥协。保持直流电源限制可能意味着略低输出功率，或减少机架高度，以适应机舱可能意味着扔了几个次要显示器。有趣的同事和同事甚至可以说是一个系统的错误，但应该是一种夸张。尽管如此，我们应该记住，中位数系统中的一些错误它，但我们希望不会很多。关键的一点是，该系统我们正在讨论必须能够处理“内置的故障。”这是极其重要的在追查中最薄弱的环节链的进程。低额定保险丝在错车将危及整个太空任务。以上工程是另一个威胁。这不仅耗费时间，人力，和金钱，而且还往往会进一步恶化的整体素质。过于复杂系统很容易有一个较低的平均故障间隔时间（平均无故障时间）和更长平均修复时间（MTTR）。一种更好的方式来工作，以优化性能，从而以满足目标适当利润，但完全在预期时间。最近，热心的软件设计者一直非常热衷于继续活动远远超出了实际。应注意不要忽视循环性质的设计活动。有时候，这取决于任务的复杂性和的经验，团队，共重启的任务是强制性的。在长期项目这可能会导致进一步的伤害，由于更新速度快的现代半导体组成部分。其实，这是非常典型的，有大量的系统组件或装置不同程度的新颖性和系统本身并不是不一定是最新的，因为一些个别区块。8图1.7如果该区块数或部分系统的增加，发生故障增加了。但是，功能是高度非线性的，取决于应用程序。一个合理的商业系统的设计是要表现从那里是最便宜的。这表明，例如，如果我们有问题在会议上的无线电连接距离的要求，我们