无线电波原理_精品文档.ppt

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无线通信的概念利用电磁波的辐射和传播，经过空间传送信息的利用电磁波的辐射和传播，经过空间传送信息的通信方式称为无线电通信，简称无线通信。

通信方式称为无线电通信，简称无线通信。

我们身边有哪些无线通信应用我们身边有哪些无线通信应用无线通信的发展18761876年年贝尔发明了电话贝尔发明了电话18951895年意大利人马克尼和俄国人波波夫利用电磁波实现了无线通信年意大利人马克尼和俄国人波波夫利用电磁波实现了无线通信18371837年年莫尔斯电码莫尔斯电码无线电波的传播无线电波的传播无线电波段划分无线电波段划分无线电波的干扰无线电波的干扰无线无线无线无线电波传播基础电波传播基础电波传播基础电波传播基础无线电无线电微波微波红外线红外线可见光可见光紫外线紫外线X射线射线射线射线双绞线双绞线同轴电缆同轴电缆卫星卫星地面微波地面微波调幅调幅无线电无线电调频调频无线电无线电海事海事无线电无线电光纤光纤电视电视（Hz）f（Hz）fLFMFHFVHFUHFSHFEHFTHF波段波段104105106107108109101010111012101310141015101610010210410610810101012101410161018102010221024移动移动无线电无线电一般将频率低于一般将频率低于3103101212HzHz的电磁波称为无线电波的电磁波称为无线电波一无线电波段的划分一无线电波段的划分波段名称波段名称波长范围波长范围频率范围频率范围频段名称频段名称主要传播主要传播方式和用途方式和用途长波长波（LW）100010000m30300KHz低频低频（）（）越洋通信越洋通信远距离导航远距离导航中波中波（MW）1001000m300KHz3M中频中频（）（）船用通信、飞行通信船用通信、飞行通信广播、业余无线电播、业余无线电通信、通信、短波短波（SW）m33M高频高频（H）广播、通信广播、通信超短波超短波（VSW）m30300M甚高频甚高频（H）电视广播、调频广电视广播、调频广播、雷达播、雷达微微波波分米波分米波（USW）cm300MHz3G特高频特高频（）（）移动通信、中继与卫移动通信、中继与卫星通信、电视广星通信、电视广播、雷达播、雷达厘米波厘米波（SSW）cm33G超高频超高频（）（）中继与卫星通信、中继与卫星通信、雷达雷达毫米波毫米波（ESW）110mm30300G极高频极高频（）（）微波通信、微波通信、雷达雷达长波长波中波中波短波短波超短波超短波微波微波二、无线电波的传播方式二、无线电波的传播方式问题讨论问题讨论:

为什么为什么不同波段不同波段的无线电电波采用的无线电电波采用不同不同的传播方式的传播方式?

知识拓展知识拓展地波传输（长波、中波信号的传播方式）地波传输（长波、中波信号的传播方式）:

沿地球弯曲表面传播，适用于波长在沿地球弯曲表面传播，适用于波长在200m200m以上的中、以上的中、长波。

长波。

由于大地表面是导体，当电磁波在其表面传播时，由于大地表面是导体，当电磁波在其表面传播时，一部分能量将被损耗掉，且频率越高，损耗越大。

一部分能量将被损耗掉，且频率越高，损耗越大。

短波短波天波传输（短波信号的传播方式）：

天波传输（短波信号的传播方式）：

适用于适用于10m-200m的短波。

的短波。

电磁波到达电离层后，一部电磁波到达电离层后，一部分能量被吸收，一部分被反射、折射到地面。

当频率升分能量被吸收，一部分被反射、折射到地面。

当频率升高时，电磁波被电离层吸收的能量增加，当频率升高超高时，电磁波被电离层吸收的能量增加，当频率升高超过一定值时，电磁波将会穿过电离层，不再返回地面。

过一定值时，电磁波将会穿过电离层，不再返回地面。

微波微波直射波（微波信号的传播方式）直射波（微波信号的传播方式）波长波长10m的电磁波的电磁波,不再适用电离层传播，而是沿空不再适用电离层传播，而是沿空间直线传播，利用直射和反射实现电磁波的传播。

间直线传播，利用直射和反射实现电磁波的传播。

通常，通常，50米高的天线通信距离约米高的天线通信距离约50公里。

公里。

卫星通信中国实用通信广播卫星中国实用通信广播卫星中国试验通信卫星中国试验通信卫星“东方红东方红2号号”nn理想情况下，无线信号在从发射器到接收器间的理想情况下，无线信号在从发射器到接收器间的理想情况下，无线信号在从发射器到接收器间的理想情况下，无线信号在从发射器到接收器间的一条直线上传播。

一条直线上传播。

一条直线上传播。

一条直线上传播。

nn实际情况下，由于障碍物等环境的影响，无线信实际情况下，由于障碍物等环境的影响，无线信实际情况下，由于障碍物等环境的影响，无线信实际情况下，由于障碍物等环境的影响，无线信号的传播将发生反射、衍射和散射三种现象。

号的传播将发生反射、衍射和散射三种现象。

号的传播将发生反射、衍射和散射三种现象。

号的传播将发生反射、衍射和散射三种现象。

无线电波的传播无线电波的传播反射：

反射：

反射：

反射：

当信号遇到表面大于信号波长的障碍物（地当信号遇到表面大于信号波长的障碍物（地当信号遇到表面大于信号波长的障碍物（地当信号遇到表面大于信号波长的障碍物（地球表面、高建筑物、大型墙面）产生。

球表面、高建筑物、大型墙面）产生。

球表面、高建筑物、大型墙面）产生。

球表面、高建筑物、大型墙面）产生。

衍射衍射衍射：

衍射：

衍射：

衍射：

当信号遇到大于波长的不可穿透物的边缘当信号遇到大于波长的不可穿透物的边缘当信号遇到大于波长的不可穿透物的边缘当信号遇到大于波长的不可穿透物的边缘（如尖锐不规则的边缘物）产生。

（如尖锐不规则的边缘物）产生。

（如尖锐不规则的边缘物）产生。

（如尖锐不规则的边缘物）产生。

散射散射散射：

散射：

散射：

散射：

当信号遇到比波长更小的物体（如树叶、当信号遇到比波长更小的物体（如树叶、当信号遇到比波长更小的物体（如树叶、当信号遇到比波长更小的物体（如树叶、街牌、灯柱）时产生。

街牌、灯柱）时产生。

街牌、灯柱）时产生。

街牌、灯柱）时产生。

电波的多径传播电波的多径传播快衰落快衰落多径传播使得接收信号的幅度和相位会产生快速多径传播使得接收信号的幅度和相位会产生快速变化，称为快衰落。

克服方法主要是各种分集方变化，称为快衰落。

克服方法主要是各种分集方式。

式。

发射端发射端散射散射阴影阴影散射散射直视路径直视路径反射反射接收端接收端衍衍（绕绕）射射慢衰落（阴影衰落）慢衰落（阴影衰落）由于建筑物、地形起伏等障碍物对传播路径的阻挡，由于建筑物、地形起伏等障碍物对传播路径的阻挡，在障碍物后面会形成在障碍物后面会形成“阴影区阴影区”，造成接收信号强度，造成接收信号强度缓慢变化，称为慢衰落。

克服方法主要是加大发射功缓慢变化，称为慢衰落。

克服方法主要是加大发射功率，增加接收灵敏度。

率，增加接收灵敏度。

慢衰落多普勒频移当接收端与发射端之间存在相对运动时，接收端接收到当接收端与发射端之间存在相对运动时，接收端接收到当接收端与发射端之间存在相对运动时，接收端接收到当接收端与发射端之间存在相对运动时，接收端接收到的信号频率与发射端的信号频率不相同，这种现象称为的信号频率与发射端的信号频率不相同，这种现象称为的信号频率与发射端的信号频率不相同，这种现象称为的信号频率与发射端的信号频率不相同，这种现象称为多普勒效应，接收频率与发射效率之差称为多普勒效应，接收频率与发射效率之差称为多普勒效应，接收频率与发射效率之差称为多普勒效应，接收频率与发射效率之差称为多普勒频移。

多普勒频移。

多普勒频移。

多普勒频移。

l频频移移大大小小和和相相对对速速度度成成正正比比，相相对对速速度度越越快快，频频偏偏越越大大；频频偏偏越大，数据误码率就越高越大，数据误码率就越高l若若接接收收端端朝朝向向发发射射端端方方向向运运动动，则则多多普普勒勒频频移移为为正正（接接收收信信号号频频率率上上升升）；反反之之若若接接收收端端背背向向发发射射端端方方向向运运动动，则则多多普普勒勒频频移为负（接收信号频率下降）移为负（接收信号频率下降）多普勒频移三、无线电波的发射三、无线电波的发射1.1.有效的向外界发射电磁波的条件是什么？

有效的向外界发射电磁波的条件是什么？

要有足够高的振荡频率，因为频率越高，发射电要有足够高的振荡频率，因为频率越高，发射电磁波的本领越大。

磁波的本领越大。

振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，才有可能有效的将电磁场的能量传播出去。

间，才有可能有效的将电磁场的能量传播出去。

（33）减小电感和电容，提高振荡频率。

）减小电感和电容，提高振荡频率。

（44）增大电容器极板距离，既能提高振荡频率，又能）增大电容器极板距离，既能提高振荡频率，又能扩大辐射空间。

扩大辐射空间。

传输线中传输线中的电信号的电信号转化成自转化成自由空间的由空间的电磁波电磁波有效的接有效的接收或发射收或发射电磁波电磁波什么是天线？

什么是天线？

天线的基本原理天线的基本原理改造改造LCLC振荡电路振荡电路由闭合电路成开放电路（如图）由闭合电路成开放电路（如图）2.2.采用什么手段可以有效的向外界发射电磁波？

采用什么手段可以有效的向外界发射电磁波？

为了使开放电路中为了使开放电路中产生振荡电流，常用如产生振荡电流，常用如图所示的方法，使振荡图所示的方法，使振荡器的线圈器的线圈L2靠近开放振靠近开放振荡电路的线圈荡电路的线圈L1。

当振。

当振荡器中产生高频振荡电荡器中产生高频振荡电流时，由于互感作用，流时，由于互感作用，就可以在开放振荡电路就可以在开放振荡电路中产生相同频率的振荡中产生相同频率的振荡电流，这种方法叫做电流，这种方法叫做感感应耦合应耦合。

3.3.发射无线电波的装置：

发射无线电波的装置：

问题：

问题：

我们要传递的我们要传递的信信号不是高频振荡电流，而是一些号不是高频振荡电流，而是一些低频低频信信号（如：

声音号（如：

声音信信号频率只有几百至几千赫兹，图号频率只有几百至几千赫兹，图象象信信号频率也不过上万赫兹号频率也不过上万赫兹），它），它能把直接发能把直接发射射出去？

出去？

为了传送声音、文字、图象等信号，首先要把传递的为了传送声音、文字、图象等信号，首先要把传递的信号转变成电信号。

但这种电信号的频率较低，不能直信号转变成电信号。

但这种电信号的频率较低，不能直接发射出去，需要将这种低频电信号加到高频振荡电流接发射出去，需要将这种低频电信号加到高频振荡电流上发射出去。

上发射出去。

这种把低频电信号加载到高频振荡电流（这种把低频电信号加载到高频振荡电流（载波载波）上）上的过程叫做的过程叫做调制调制。

4.4.利用无线电波可以传递各种信号利用无线电波可以传递各种信号常用的调制方式有常用的调制方式有调幅和调频调幅和调频两种：

两种：

1、调幅：

、调幅：

调幅是用信号的高低变为幅度的变化的电信号，这种调制叫做调幅，用用AM表示。

表示。

传输距离较远，但受天气因素影响较大，适合省际电台的广播。

信号信号载波载波调幅波调幅波2、调频：

、调频：

使电磁波的使电磁波的频率频率随信号改变，这随信号改变，这种调制方式叫做调频。

用种调制方式叫做调频。

用FM表示。

表示。

信号信号载波载波调频波调频波调频波调频波优点：

优点：

振幅不变，抗干扰能力振幅不变，抗干扰能力强，失真较小。

强，失真较小。

缺点：

缺点：

接收机结构复杂，服务半接收机结构复杂，服务半径比较小。

径比较小。

调幅（调幅（AMAM）波与调频（）波与调频（FMFM）波）波11传真传真传真是利用无线电波传送图片、书信等静止图像的方法。

传真是利用无线电波传送图片、书信等静止图像的方法。

原理：

画面上不同点反射明暗不同的光，通过光电管，原理：

画面上不同点反射明暗不同的光，通过光电管，转化为强弱不同的电流，调制到高频等幅振荡电流上发转化为强弱不同的电流，调制到高频等幅振荡电流上发送出去。

接收处通过辉光管，把强弱不同的电流还原为送出去。

接收处通过辉光管，把强弱不同的电流还原为明暗不同的光。

通过感光纸还原为原来的信号。

明暗不同的光。

通过感光纸还原为原来的信号。

四、调制信号源四、调制信号源22电视电