《电磁波与现代通信》.docVIP

电磁波与现代通信 主讲：李超 知识强化 一、知识概述 　　现在，我们哪一天都离不开信息，当然也离不开信息技术，例如你正享受着网络带给千里之外的信息。本周学习信息与信息传播的原理和应用。 二、重难点知识归纳及讲解 （一）信息与信息传播： 1. 信息是各种事物发出的有意义的消息。消息中包含的内容越多，信息量越大。 2. 人类特有的信息有三种：语言、符号和图像。 3. 在人类历史上，信息和信息传播活动经历了五次巨大的变革，它们是：①语言的诞生；②文字的诞生；③印刷术的诞生；④电磁波的应用；⑤计算机技术的应用。 4. 早期的信息传播工具有很多，比如：①万里长城上的烽火台；②古代传递官文的驿马；③莫尔斯发明的电报机；④贝尔制作的早期电话。 5.莫尔斯电码与密码： （二）电磁波及其传播： 1. 波的基本特征：所有的波都是在传播周期性变化的运动形态。这里的运动形态又可分为：凹凸相间和疏密相间两种。 2. 振幅：我们把波源偏离平衡位置的最大距离叫做振幅，用字母A表示，单位是米（m），它反映了波源振动的强弱。 　　周期：波源振动一次所需要的时间叫做周期，用字母T表示，单位是秒（s）； 　　频率：波源每秒内振动的次数叫做频率，用字母f表示，单位是赫兹（Hz）。频率与周期反映了振动的快慢。它们的关系是：T＝。 　　波长：波在一个周期内传播的距离叫做波长，用λ表示，单位是米（m）。 　　波速：波的传播速度，用字母v表示，单位是米/秒（m/s）。 3. 波长、波速、频率、周期的关系是： 　　v＝＝λf。 4. 电磁波： 　　（1）电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场。 　　（2）电磁波在真空中的传播速度（即光速），c＝3×108m/s。 　　（3）电磁波谱： 　　从电磁波谱图可知，电磁波包括了：无线电波、微波、光（包括红外线、可见光和紫外线）、X射线和γ射线等。其中无线电波的波段表见下： 　　（4）人类应用电磁波传播信息的历史经历了以下变化： 　　　①传播的信息形式从“文字→声音→图像”； 　　　②传播的信息量“由小到大”； 　　　③传播信息的速度“由慢到快”。 （三）现代通信――走进信息时代 1. 移动通信是指移动用户之间或移动用户与固定用户之间的通信方式。 　　移动通信的基地台是按蜂窝结构布局的，这种布局可以增加电磁波覆盖的有效面积，避免基地台的重复建设，因而移动电话也称为“蜂窝移动电话”。 2. 光纤通信是以激光为光源，以光导纤维为传输介质进行的通信。 　　光纤通信具有传输容量大、抗电磁干扰能力强等突出优点，是构成未来信息高速公路骨干网的主要通信方式。 　　光纤通信的过程是：“电话→激光发射机→光纤→激光接收机→电话” 3.卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站，转发无线电信号，在多个地球站之间进行的通信。 　　卫星通信具有传输距离远、覆盖区域大、灵活、可靠、不受地理环境条件限制等独特优点。以覆盖面积来说，一颗通信卫星可覆盖地球面积的三分之一多，即三颗同步通信卫星就可以覆盖整个地球。 4. 互联网络是全世界的计算机、计算机网络互相连接成的信息传送网络，包括有线网络和无线网络。 　　互联网络的用途非常广泛，如信息查询、电子邮件、远程登录、文件传送、远程医疗、网上聊天、电子会议等。 三、重、难点解析： 1. 认识信息 　　我们今天生活的时代是一个信息的时代。无论是工作中，学习中还是日常生活中，我们都要利用各种不同的渠道收集各个方面的信息，外交家注意国际关系的微妙变化，企业家注意商情的波动，金融家关注股市行情的涨跌，科学家关心学科前沿的动态，所有这一切，都与信息息息相关。 　　信息现在已经成为现代科学技术中普遍使用的一个概念，作为日常用语，信息指音信、消息，消息就是预先不知道的报道。一般来说，信息是指由信息源（如自然界、人类社会等）发出的各种信号，使使用者接受和理解。 　　信息并非事物本身，而是表征事物，并由事物发出的消息、情报、指令、数据和信号中包含的内容。一切事物，包括自然界、人类社会等，都在发出信息。在人类社会中，信息往往以文字、图像、语言、声音等形式出现。 　　信息是生活、工作中的常见现象，一切事物都会发出信息，信息无时不在。人们要想有效地工作和生活，必须拥有足够的信息。 　　借助于信息，人类才能获取并发展知识。通过获取信息，人们才能区别自然界和社会中的不同的事物，才得以认识世界、认识自然、利用自然。 2. 认识卫星通信 　　通信卫星工作的基本原理如图所示。通信卫星的运行轨道有两种。一种是低或中高轨道，另一种轨道是高达36000km的同步定点轨道，即在赤道平面内的圆形轨道，卫星的运行周期与地球自转一圈的时间相同，在地面上看这种卫星好似静止不动，称为同步卫星。卫星通信系统由通信卫星（空间部分）和地面部分（通信地面站）两大部分构成。在这一系统中，通