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第4章 无线电通信 4.1 无线电通信概述 4.2 短波通信 4.3 微波通信 4.4 卫星通信 4.1 无线电通信概述 4.1.1无线电通信基本知识 1.何谓无线电通信 利用无线电波作载波传递各种消息的通信方式的总称。 2.无线电通信的发明 1902年，无线电广播之父——美国巴纳特.施特波斐德进行了第一次无线电广播。 1920年，美国匹兹堡的KDKA电台进行了首次商业无线电广播。 3.何谓无线电波 （1）自然界中形形色色的波： 水波 光波 地震波 电磁波 无线电波 电磁波的频谱范围很广，从30HZ～1019HZ的高频宇宙射线。 从宽广频率范围的电磁波中取出对无线电技术特别有用的某一段频率范围的电磁波，就被称为无线电波。 具体地说，无线电波频率范围一般为3kHz～300GHz。 （2）电磁波的家族 老大——无线电波：担任通讯任务 老二——红外线：加热器 老三——可见光：给人类带来光明和色彩。 老四——紫外线：保护人类健康的卫士。 老五——X射线，也叫伦琴射线，能透视人体。 老六——γ射线，能穿透厚厚的铅板，还能杀死癌细胞。 4.无线电波的发现与初步应 用 法拉第 电磁感应定律：变化电场产生磁场，变化的磁场可以产生电场。 预言：电与磁的传播是和光一样的一种波。 麦克斯韦 当电子移动时，它们就会在自由空间中释放出电磁波。—Maxwell在1865年首先预言， 所有的现代通信都是依靠处理和控制电磁波频谱内的信号来实现的。 光也是电磁波的一种，是一种看得见的电磁波。 赫兹： 电磁波的首次被证实和观测则是由Herz在1887年实现的。 世界上第一个人工产生电磁波的仪器—赫兹振子 通过实验证实了麦氏理论的正确，证明了电磁波的存在. 马克尼与波波夫——无线电之父 完成了电磁波的发送和接收实验 在实验中发现，利用天线可使发射距离增加 1895年，马可尼成功地进行了约3公里的无线电通信 几乎同时，波波夫也研制成功了一台无线电收发报机 5.无线电波的模样 形状：正弦波 波长: 相邻的两圈电波之间的距离 波速: 与光的速度一样，即每秒30万公里 频率：波速除以波长。 例如，中央人民广播电台有中波639千赫兹、短波9800千赫兹和调频106.1兆赫兹三个发射频率，它们相对应的波长则分别为469.5米、30.6米和2.8米。 6.无线电波的特性 无线电波只能用仪器接收到：如半导体收音机 无线电波的速度：30万公里/秒 无线电波可以在真空中传播 无线电波的频率很高 汽笛声，频率达几千赫兹 飞机的马达声，频率在几百赫兹以下 人类嗓音的频率在几十～几千赫兹之间 无线电波的频率可以达到几万赫兹、几十兆赫兹。一般为3kHz～300GHz。 4.1 无线电通信概述 注意 无线电波是全世界共同拥有的资源和财产，利用电波时必须遵守国际法规， 对频率的使用，要经申请由上级主管部门和国家无线电管理委员会批准才行。 4.1.3 无线电波的传播方式 1．无线电波的产生和发送 自然界里，许多物体都无时无刻地在产生电磁波和无线电波 如：太阳、人体、某些植物等等 无线电通信，要按照人们的需要，产生出一定频率或波长的无线电波 要产生无线电波必须有波源和天线 波源：发射天线上流动的高频电流。 天线：将线路上流过的高频电流高效率地转换成电磁波辐射到空中去的装置，或者 接收空中的电磁波并高效率地变换成高频电流的装置。 天线长度 ：电磁波波长的1/2或1/4 如信号载波频率为10kHz，则波长为30km，天线长度为？ 无线电波的产生： 若在发射天线上流过频率很高的电流，则天线的周围将产生一个变化的磁场，这个变化的磁场又会感应出一个变化的电场，这样互相感应的结果，就会形成一个辐射的电磁场， 一层又一层地向外传播，即将高频电流转换成无线电波辐射到了空中。 反射：无线电波通过不同媒质的交界面时，会产生反射。 例如：雷达通信 绕射 ：无线电波碰到障碍物时，能绕过去继续前进 。 波长越长则绕射能力越强 折射 ：当无线电波从一种媒质射入另一种媒质时，传播方向改变的现象。 例如：潜艇通信 散射 ：媒质不均匀 3．无线电波的传播方式 是指无线电波从发射点到接收点的传播路径。 （1）地波传播方式 无线电波沿地球表面传播 部分能量被大地吸收而受到严重的衰减 土质的导电性愈好衰减愈小 频率越高则衰减愈大 传播距离不远 传播特性很稳定 适合波段：长波、中波和短波的低频段 （2）天波传播 利用高空电离层对无线电波的反射进行传播的 电离层是位于离地面60km~650km左右的