無線電波的發(fā)射與接收

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1、第一章無線電波的發(fā)射與接收我們在物理學(xué)的學(xué)習(xí)中知道，通有交流電的導(dǎo)線，會在它周圍產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場又能在它周圍引起變化的電場，而變化的電場還將在它周圍更遠(yuǎn)的空間引起變化的磁場。這種不斷交替變化，由近及遠(yuǎn)傳播的電磁場就叫電磁波。無線電技術(shù)中使用的電磁波叫無線電波。無線電廣播、電視廣播都是利用無線電波進行傳播信號的?，F(xiàn)代通訊離不開無線電波。本章將介紹無線電波的波長、頻率、波段劃分，以及它的發(fā)射與接收。第一節(jié)無線電波的波長、頻率與波段劃分一、無線電波波段的劃分表1-1無線電波波段的劃分波段名稱頻段名稱波長范圍頻率范圍用途超長波甚低頻VLF104?105m30?3kh

2、z海上遠(yuǎn)距離通信長波低頻LF103?104m300?30kHz超遠(yuǎn)程無線電通訊和導(dǎo)航中波中頻MF2×102?103m1500?300kHz無線電廣播中短波中高頻IF50?2×102m6?1.5MHz電報通訊短'波髙頻HF10?50m30?6MHZ無線電廣播、電報通訊米波甚高頻VHF1?10m300?30MHZ無線電、電視廣播、導(dǎo)航分米波特高頻UHF1?10-1m3000?300MHZ電視、雷達、無線電導(dǎo)航厘米波超高頻SHF10-1?10-2m3×104?3×103MHZ^雷達、衛(wèi)星通訊、接力通訊毫米波極髙頻EHF10—3?10一2m3×105?3×104MHZ電視、雷

3、達、無線電導(dǎo)航6亞毫米波超極高頻10一3m以下3×105MHZ以上無線電接力通訊理論和實驗都可以證明，無線電波在真空中的傳播速度跟實驗測得的光速相等，即C=3.0×108m/s無線電波在一個振蕩周期T內(nèi)傳播的距離叫做波長。波長、頻率和無線電波傳播速度c的關(guān)系為λ=c/f式中：λ一無線電波的波長，單位m；c一無線電波的傳播速度，單位m/s;f一無線電波的頻率，單位HZ無線電波的波長從不到一毫米到幾十千米（頻率范圍由幾十千赫到幾十萬兆赫）。通常根據(jù)波長〔頻率）把無線電波劃分成幾個波段，如表1-1所示。二、無線電波的傳播無線電波是橫波，即電場和磁場的方向都跟波的傳播方向垂直

4、。在無線電波中各處的電場強度和磁感應(yīng)強度的方向也總是互相垂直的，如圖1-1所示。不同波長的電磁波，傳播特性不相同；其傳播方式大致可分為地波、天波和空間波三種形式。(一）地波沿地球表面空間向外傳播的無線電波叫地波，如圖1-2(a)所示。波具有衍射特性，當(dāng)無線電波的波長大于或相當(dāng)于山坡、建筑物等障礙物的尺寸時，它可以繞過障礙物繼續(xù)向前傳播。地球是導(dǎo)體，地波沿地面?zhèn)鞑r，地球表面因電磁感應(yīng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此要消耗能量，并且能量損耗隨頻率升高而增大?？紤]到能量損失，只有中、長波才利用地波方式傳播。由于地波傳播穩(wěn)定可靠，在超遠(yuǎn)程無線電通訊和導(dǎo)航等方面多采用中長波。圖1-1無線

5、電波傳播示意圖(二)天波依靠電離層的反射作用傳播的無線電波叫做天波，如圖1-2(b〕所示。在地球表面的大氣層中，大約在60km到400km6的范圍內(nèi)，由于太陽光的照射，氣體分子分解為帶正電的離子和自由電子，這就是電離層。電離層一方面可以反射無線電波，反射本領(lǐng)隨頻率增大而減小。實踐表明，波長短于10m的微波會穿過電離層飛向宇宙，它只能反射短波或波長更長的無線電波。電離層另一方面要吸收無線電波，吸收本領(lǐng)隨頻率減小而增大，中波和中短波一部分被吸收，因此，只有短波多采用天波方式傳播。天波傳播受外界影響較大，它與電離層強度、太陽輻射強度等多種因素有關(guān)，.由于這些原因，收音機夜晚

6、收到的電臺比白天多，(三）空間波沿直線傳播的無線電波叫做空間波，它包括由發(fā)射點直接到達接收點的直射波和經(jīng)地面反射到接收點的反射波，如圖1-2(C〉所示。圖1-2無線電波的傳播途徑由于地球表面是圓球形的，沿直線傳播的微波不能傳播很遠(yuǎn)，一般為幾十千米?？臻g波受大氣干擾小，能量損耗小，接收到的信號較強而且較穩(wěn)定，所以電視、雷達都采用以空間波方式傳播的微波。第二節(jié)無線電波的發(fā)射一、載波的調(diào)制與解調(diào)(一）載波6無線電廣播是利用空中傳播的電磁波來傳遞語言和音樂的。由于低頻電磁波的輻射需要足夠長的天線，而且能量損失大，所以，低頻信號不能直接由天線發(fā)射。只有波長足夠短，即頻率足夠高的

7、電磁波,才能有足夠的能量由天線輻射出去。因此，無線電廣播要用高頻電磁波載上低頻信號傳播到空間去。在無線電廣播中，通過高頻振蕩電路產(chǎn)生的高頻、等幅電磁波，叫做載波。載波是運輸工具，起運載低頻信號的作用。調(diào)相&1-3調(diào)輻，調(diào)頻，調(diào)相(二）調(diào)制用低頻信號控制高頻載波的過程叫做調(diào)制，低頻信號叫調(diào)制信號。如果載波的幅度被低頻信號控制，這種調(diào)制叫調(diào)幅；如果載波的頻率被低頻調(diào)制信號所控制，這種調(diào)制叫調(diào)頻；如'果載波的初相被低頻調(diào)制信號所控制，這種調(diào)制叫做調(diào)相；如圖1-36所示。經(jīng)過調(diào)制后的電磁波叫已調(diào)波，它可以通過天線向空間輻射出去。不同的廣播電臺，采用不同頻率的