高频电波(无线电波)的调制与解调过程的模拟.doc

高频电波（无线电波）的调制与解调过程的模拟 物理学系 CaoXin BNU摘要：根据波的叠加原理，信息波和规整的载体波叠加后所形成的发射传输波即为现实中的无线电波。相应地，由于我们在接收端知道载体波的情况，我们就可以把接收到的无线电波经过解调，分离出携带信息的有用信号。 信息波的选取：不失一般性，选取一随机振荡信号波作为信号源；再选取一带有正弦运算的复合波形作为另一信号源。载体波的选取：载体波我们还应考虑到接收端解调时的通用性和简易性，我分别选取了两种具有代表性的规整的波形：锯齿波和余弦波。关键词：信息波，载体波，调制与解调，波的叠加在现代社会中，电路技术发挥着举足轻重的作用，而其中的调制和解调技术是最为关键和核心的一部分，从我们日常的家用电器：收音机，电视机，电话机，到我们用个人计算机上互联网，再到我们随身携带的通讯工具：手机他们在为我们工作服务的时候，都在进行着电波的调制或者解调工作。我希望应用matlab编程简洁并且可视化程度高的优点进行高频电波的调制与解调过程的模拟，为我们下学期学习电路相关知识做好一个铺垫。具体思考过程如下：首先，我们需要确定两种电波：1，信息波顾名思义就是携带我们需要传输的信息的电波； 2，载体波就是作为传递信息波的载体，根据电磁波的强度与其频率的4次方成正比的规律，要使信息波传播得远，我们就需要找到频率相对高的高频波作为载体波。信息波的选取：不失一般性，选取一随机振荡信号波作为信号源；再选取一带有正弦运算的复合波形作为另一信号源。载体波的选取：载体波我们还应考虑到接收端解调时的通用性和简易性，我分别选取了两种具有代表性的规整的波形：锯齿波和余弦波。我将以平面波为例（根据电磁波的轴对称性，将模型简化为平面波研究比较方便）根据波的叠加原理，信息波和规整的载体波叠加后所形成的发射传输波即为现实中的无线电波。相应地，由于我们在接收端知道载体波的情况，我们就可以把接收到的无线电波经过解调，分离出携带信息的有用信号。下面是我编写的该模拟的程序：clcclearclfa=input(请选择携带信息的信号源,1为高频随机信号，2为规则的带正弦运算的复合信号n你的选择为：)figure(1)if a=1singal=0:500,randn(501,1)%高频随即信号的产生x1=singal(:,1)y1=singal(:,2)plot(x1,y1,r-.) xlabel(1/频率) ylabel(振幅) title(携带有用信息的高频随机信息波)elseif a=2 singal=0:500,zeros(501,1)%带正弦运算的符合信号 x1=singal(:,1) y1=sin(2*pi/100.*x1.2) plot(x1,y1,r-*) xlabel(1/频率) ylabel(振幅) title(携带有用信息的高频复合信息波)endpause(0.5)b=input(请选择传输信号波源的载体波,3为锯齿波，4为余弦波n你的选择是：)if b=3%锯齿波的产生 loader=0:500,zeros(501,1) y2=loader(:,2) k=0%这里及下面的锯齿波产生的程序本来应该使用for循环，但在调试程序的时候出了一点问题，故在次直接用的穷举法将不多的循环列完 x2=loader(50*k+1:50,1) y2first=0.02.*1:50 y2(50*k+1:50)=y2first k=2 x2=loader(50*k+1:50,1) y2(50*k+1:50)=y2first k=4 x2=loader(50*k+1:50,1) y2(50*k+1:50)=y2first k=6 x2=loader(50*k+1:50,1) y2(50*k+1:50)=y2first k=8 x2=loader(50*k+1:50,1) y2(50*k+1:50)=y2first m=1 x2=loader(50*m+1:50,1) y2second=0.02.*51:100-2 y2(50*m+1:50)=y2second m=3 x2=loader(50*m+1:50,1) y2(50*m+1:50)=y2second m=5 x2=loader(50*m+1:50,1) y2(50*m+1:50)=y2second m=7 x2=loader(50*m+1:50,1) y2(50*m+1:50)=y2second m=9 x2=loader(50*m+1:50,1) y2(50*m+1:50)=y2second x2=loader(:,1) figure(2) plot(x2,y2,g-*) xlabel(1/频率) ylabel(振幅) title(用作载体传输的载体波（锯齿波）)elseif b=4 loader=0:500,zeros(501,1)%简单余弦波的产生，不再累述 x2=loader(:,1) y2=cos(2*pi/100.*x2) figure(2) plot(x2,y2,g-*) xlabel(1/频率) ylabel(振幅) title(用作载体传输的载体波（余弦波）)end %下面开始调制过程 input(开始把所选择的高频信息波和载体波调制发射端，按回车键继续n) figure(3) axis(0 500 -2 2) x=x1%调制过程就是波的叠加的过程，在平面波的情况下，直接代数相加 y=y1+y2 plot(x,y,b-) xlabel(1/频率) ylabel(振幅) title(经过调制以后的发射波) %下面开始解调过程 input(开始把所选择的高频信息波和载体波经过调制后的叠加波解调客户端，按回车键继续n目的：分离出所需要的信息波) figure(4) x1=x%解调过程即是波的叠加的逆过程，即做波的叠加的逆运算 y1=y-y2 plot(x1,y1,k-.) xlabel(1/频率) ylabel(振幅) title(经过接受并且解调以后还原的信号波) 信号波两种，载体波两种，那么模拟结果就有4种：分别是信号波：随机振荡信号波 载体波：高频锯齿波 调制后所形成的无线电波：接收并解调以后所分离出来的信息波的波形（与原信息波相同）：综上所述，可以很明显地看到无线电波的调制与解调过程。再将其余三种调制与解调过程简要叙述如下：信号波：随机振荡信号波载体波：高频余弦波调制后所形成的无线电波：接收并解调以后所分离出来的信息波的波形（与原信息波相同）：信号波：带正弦运算的复合波载体波：高频锯齿波调制后所形成的无线电波：接收并解调以后所分离出来的信息波的波形（与原信息波相同）：信号波：带正弦运算的复合波载体波：高频余弦波调制后所形成的无线电波：接收并解调以后所分离出来的信息波的波形（与原信息波相同）：至此，