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1.3 无线电技术基础 1.3 无线电技术基础 1.3.1 无线电波及传播 1.3.2 天线及馈线 1.3.3 无线电信号的调制与发射 1.3.4 无线电信号的接收 无线电广播通信系统 1.3.1 无线电波及传播 一、无线电波的产生 二、无线电波的极化方式 三、无线电波的传播特性 四、无线电波的传播方式 R、L、C可构成谐振回路，其谐振角频率为 ，理想的L、C并不消耗能量，只进行能量的交换。 一个完全开放的平板电容，当它被频率为ω的电压激励时，就向空间辐射电磁波。 x是电场方向；z是传播方向；Em和α分别表示空间信号的最大振幅和初始相位；ω为角频率（单位为rad/s），ωt反映了波的相位随时间的变化；β反映波的相位随空间的变化（单位为rad/m），称空间角频率或空间相位常数。 对应空间某处z，电场随时间周期性变化，角频率为ω，振幅为Em；对应某时刻z，电场在空间呈周期性分布，空间角频率为β，振幅为Em。 电波传播时，空间磁场 Hy(z,t)始终与空间电场Ex(z , t)垂直，并且它们都与传播方向垂直。 等相面：在同一时刻空间电磁波相位相同的点连成的面； 等幅面：同一时刻振幅相同的点连成的面。 均匀电磁波：若等相面与等幅面重合，则称其为均匀电磁波，这时在等相面上，电波具有相同的振幅。 按等相面的形状，电磁波可分为平面波、球面波和柱面波等。由点辐射源产生的电磁波即为球面波，而到了无穷远处，由于球面波的曲率很小，可将其近似为平面波。 无线电波频段划分 二、无线电波的极化方式 无线电波的极化（polarization），是指在空间辐射场某一固定位置上电场矢量端点随时间运动的轨迹。 对于平面波来说，极化可简化定义为其电场矢量的方向；如果矢量方向恒定，就认为是线极化波，并且在习惯上认为其极化轴是沿水平方向的。 二、无线电波的极化方式 有时电磁波在传播过程中极化轴会出现旋转，每个传播波长旋转360°。当所有极化角的场强相等时就是圆极化，如场强发生变化就是椭圆极化。波的旋转方向既可以是顺时针也可以是逆时针。 三、无线电波的传播特性 自由空间：电导率为零、相对介电常数ε和相对磁导率u都恒为1的各向同性、均匀无耗介质空间，其介质特性与真空等效。 电磁波在自由空间传播时，只有直线传播的扩散损耗，传播速度等于真空中的光速。 若传输媒质的特性随时间而产生随机变化，则称该媒质是随（机）参（量）的。 电波在随参媒质中传播，会出现信号随时间的随机起伏，产生衰落现象：慢衰落、快衰落、选择性衰落 若传播媒质对传播的影响与电波频率有关，称媒质是色散的。 若传播空间存在不同特性的传输媒质，或媒质具有不均匀性，称为非均匀媒质空间。 由于地球表面的起伏不平及大气对电波的多级折（反）射，电波会经由不同途径（信道）到达接收端，其传播距离、信号相移、衰减特性都不同，这时接收端信号的总和将是不稳定的起伏信号，称为多径干扰。 四、无线电波的传播方式 1. 地面波传播 1.3.天波传播 3. 视距传播 4. 散射传播 1. 地面波传播 电波沿地球表面的传播称为地面波传播（ground wave propagation）或表面波传播（surface-wave propagation）。 当天线采用直立形式低架于地面上，架设高度远小于波长时，电波的最大辐射方向为沿着地球表面的方向，这时主要是地面波传播，并且通常为垂直极化波的方式。 1. 地面波传播 地面波的传播主要受半导电性地球表面的影响，如地面的磁电特性、地貌地物的不平坦性等；与昼夜、季节、气象变化等条件和太阳的放射性关系不大。 地面是否平坦跟电波的波长有关。 地面波的特点是信号质量好，传播比较稳定可靠，并且没有多径效应；但随着电波频率的增高（一般大于2 MHz时），地面对电波的吸收就趋于严重，其传播（绕射）损耗迅速增大，因此只适宜于频率较低的中波、长波或超长波的远距离通信或导航，并且需要较高的发射功率和大尺寸天线。 1.3.天波传播 电离层反射无线电波的能力与电波频率、入射（角）有关。天波传播与电离层密切相关。 天波传播的主要特点是传输损耗小和超视距传播，可用较小功率实现远距离通信，如果经过电离层折射与地面反射的多次跳跃传播，还可实现数千km、甚至几万km的信号传输。长、中、短波都可利用电离层反射传播，但以短波为主，是大多数短波通信、广播的主要传播方式。其他频段的无线电波可能被吸收或穿越大气层进入太空，因而无法利用天波传播。 3. 视距传播 发射和接收天线的高度基本决定了视距传播的通信距离，利用具有强方向性的高高度天线是扩大传输距离的有效途径；但需对天线位置、高度进行调整，以减小信号之间的干扰和衰减的影响。 对于超短波及以上波段的无线电信号，由于不宜采用地面波