《电磁波发射接收》课件.pptVIP

**********************电磁波发射接收电磁波发射接收是无线通信的关键技术。了解电磁波的发射和接收原理，是理解无线通信系统工作机制的关键。什么是电磁波定义电磁波是一种由电场和磁场相互垂直振荡形成的波，可以在真空中传播。传播特点电磁波以光速在真空中传播，不需要介质，且能穿透某些物质。应用领域电磁波在无线通信、雷达、医疗、广播、电视等方面都有广泛应用。电磁波的特性横波特性电场和磁场振动方向垂直于传播方向，形成横波。光速传播真空中的传播速度为光速，约为每秒30万公里。能量辐射电磁波携带能量，可以穿透物质，并在传播过程中衰减。干涉与衍射电磁波可以发生干涉和衍射现象，表现出波动性。电磁波的种类11.射频电磁波射频电磁波通常用于广播、通信、雷达等领域，其频率范围从几十千赫兹到几百吉赫兹。22.微波微波具有较高的频率，通常应用于卫星通信、微波炉、雷达等，其频率范围从300MHz到300GHz。33.红外线红外线位于可见光谱的红色端，主要用于热成像、遥感、光学通信等领域。44.可见光可见光是我们肉眼能够感知到的电磁波，其波长范围从380纳米到780纳米。55.紫外线紫外线位于可见光谱的紫色端，对人体有伤害，但也具有杀菌、消毒等用途。66.X射线X射线穿透力强，用于医学影像诊断、工业探伤等领域。77.γ射线γ射线是能量最高的电磁波，具有很强的穿透力，可用于放射治疗、核物理研究等领域。波长与频率的关系c光速电磁波在真空中的传播速度λ波长相邻两个波峰或波谷之间的距离f频率电磁波每秒振动的次数波长和频率成反比，即波长越长，频率越低；波长越短，频率越高。公式：c=λf，其中c代表光速，λ代表波长，f代表频率。电磁波的发射原理1振荡电路利用振荡电路产生高频的交变电流，从而产生变化的电磁场。2天线辐射振荡电流通过天线，使天线周围的电磁场发生变化，形成电磁波向空间传播。3天线类型不同的天线类型对应不同的辐射特性，例如偶极天线、环形天线等。振荡电路的组成电容器电容器是振荡电路中必不可少的元件，其储能特性在电路中起着至关重要的作用。电感器电感器是振荡电路中的另一个重要元件，其储能特性在电路中起着至关重要的作用。晶体管晶体管在振荡电路中充当放大器，放大振荡信号，从而形成稳定的振荡。电阻器电阻器在振荡电路中充当控制振荡信号的幅度和频率的重要元件。振荡原理与振荡条件1能量反馈能量反馈是维持振荡的关键2正反馈放大信号，保持振荡3相位条件反馈信号相位与输入信号相位一致4频率条件反馈信号频率与输入信号频率一致振荡电路需要满足特定条件才能持续振荡。能量反馈是维持振荡的关键，它通过正反馈机制放大信号，同时确保反馈信号的相位和频率与输入信号一致，从而形成持续的振荡。马可尼发射机原理振荡电路马可尼发射机使用振荡电路产生高频交流电，作为电磁波的能量来源。天线振荡电路产生的高频电流通过天线，在空间产生电磁波。发射过程天线中的高频电流变化会产生交变的电磁场，电磁场以光速向外传播，形成电磁波。偶极天线的工作原理1电磁波发射电流在天线中振荡2电磁场产生振荡电流产生变化磁场3电磁波辐射变化磁场激发电磁波4空间传播电磁波以光速传播偶极天线由两根长度相等的导线构成，两端分别连接电源。当电源通电时，电流在导线中振荡，产生变化的磁场。根据电磁感应原理，变化的磁场会激发电场，进而形成电磁波。不同天线类型的特点偶极天线结构简单，造价低廉，易于制造，广泛应用于广播、电视等领域。单极天线与偶极天线相比，尺寸更小，但其辐射方向性更强，常用于移动通信、卫星通信等。环形天线辐射方向性好，尺寸小巧，常用于移动通信、卫星通信等。螺旋天线具有较宽的带宽和较高的增益，常用于无线通信、雷达等领域。天线的增益与指向性增益指向性天线接收或发射信号的效率天线辐射或接收电磁波的方向性高增益天线，信号更强指向性强的天线，能量集中在特定方向常用单位：分贝（dB）常用指标：半功率波束宽度电磁波在自由空间的传播1直线传播电磁波在自由空间中以直线形式传播，不受阻碍，速度接近光速。2能量衰减随着距离的增加，电磁波的能量逐渐衰减，因为能量分散在更大的空间范围内。3不受介质影响在自由空间中，电磁波的传播不受空气、水或其他介质的影响，可以自由地传播到遥远的地方。电磁波在介质中的传播介质的影响介质对电磁波的传播速度和方向会产生影响。介质的介电常数和磁导率决定了电磁波在介质中的传播速度。折射现象