無線電基礎(chǔ)知識課件

單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,無線電基礎(chǔ)知識,3,無處不在的無線通信設備,第一章緒論,無線電傳送信號為什么要采用高頻,?,無線電傳播一般要用高頻,(,射頻,),才適合于天線輻射和,無線傳播，,原因是：,減小天線的尺寸,只有當天線的尺寸大到可以與信號波長相比擬時，信號才具有,較高的輻射效率。,舉例：音頻信號頻率范例,20Hz,20KHz,，若發(fā)射,100Hz,的音頻,信號，波長,需減小波長，提高發(fā)射頻率。,選臺,將不同電臺發(fā)送的信息分配到不同頻率的載波信號上，使接收,機可選擇特定電臺的信息而抑制其他電臺發(fā)送的信息和各種干擾。,什么叫超外差式接收機,混頻器輸出端獲得的載頻是本振頻率和高頻已調(diào),信號兩者頻率之差。,為什么要使用混頻器,如果接收機直接將高頻信號放大，對于不同的頻率，,接收機的靈敏度（接收弱信號的能力）和選擇性（區(qū),別不同信號的能力）會發(fā)生較大變化。而使用混頻器,得到的中頻信號的頻率固定，因此中頻信號的選擇和,增益與接收的頻率無關(guān)。,1,、沿地表面?zhèn)鞑サ?地波,特點：因為地表面的導電特性比較穩(wěn)定，所以電波沿地面的傳,播比較穩(wěn)定，遇障礙物繞射能力強，傳輸距離比較遠。,應用：導航,1.5MHz,以下的電磁波主要沿地表傳播,稱為,地波,如圖所示,:,2,、靠電離層的折射和反射進行傳播,特點：短波通信天線尺寸 小，所需發(fā)射功率低，成本低，但,因電離層狀態(tài)隨時間而變化，所以電波的傳播不穩(wěn)定。,應用：遠距離無線廣播、電話通信及中距離小型移動電臺,電離層,1.5,30MHz,的電磁波，主要靠天空中電離層的,折射和反射傳播，稱為,天波,，如圖所示,:,3,、沿空間直線傳播,特點：傳播距離只限制在視線范圍內(nèi)，所以傳播距離是有限的，,但可以通過架空天線、中繼或衛(wèi)星等方式擴大傳播距離。,應用：中繼通信、調(diào)頻、廣播電視以及雷達、導航系統(tǒng)中,30MHz,以上的電磁波主要沿空間直線傳播，,稱為,空間波,，如圖所示：,頻率的分配,在同一地區(qū)、同一時段用相同或相近頻率的無線電通信設備,工作時必然相互干擾，因此載線電頻率需要仔細規(guī)劃，管理并,加以利用。,1,、將頻率根據(jù)不同的業(yè)務進行分配，比如：,調(diào)頻廣播：,87.5MHz,108MHz,GSM,頻段,:900MHz/1800MHz/1900MHz,2,、無線電總的頻譜范圍有限，力求壓縮每個無線設備的帶,寬，減小信道間的間隔和干擾，提高頻譜利用率。,比如：在無線網(wǎng)絡規(guī)劃中，信道分配的問題可分為兩類：,應用問題解釋,為什么夜間收聽效果好于白天？,因為白天電離作用強電離層對信號的吸收作用強,人造衛(wèi)星采用那個波段和地面聯(lián)系？,中長波和短波均被電離層反射而無法穿過電離層，所以只能依靠超短波段,我國第一顆人造衛(wèi)星的,f,=20.009MHz,（,15,米）來傳送,東方紅,樂曲和遙測的信號。,天 線,天線是一個能量轉(zhuǎn)換器：,發(fā)射天線：高頻電能,電磁波能,接收天線：電磁波能,高頻電能,天線的重要參數(shù)和特性：,方向性系數(shù),天線增益,輸入阻抗,天線效率,天線電波是一種能量傳輸形式,在傳播過程中電場和磁,場在空間是相互垂直的,同時二者又都垂直于傳播方向。,導線載有交變電流時就可以形成電磁波的輻射，其輻射的能力,與導線的長短和形狀有關(guān)。,當導線的長度增大到可以與波長相比擬時，導線上的電流就大,大增加，因而就能形成較強的輻射。,通常將上述能產(chǎn)生顯著輻射的直導線稱為,振子,。,兩臂長度相等的振子叫對稱振子。,每臂長度為,1/4,波長，全長為,1/2,波長的振子叫半波振子。,天線的方向性：指天線向一定方向輻射電磁波的能力。,對于接收天線而言，方向性表示天線對不同方向傳來的電波具有,的接收能力。,天線的方向性的特性曲線通常用方向圖來表示。如圖,方向性系數(shù)是用來表示天線向某個方向集中輻電磁波程度的,一個參數(shù)。為了確定定向天線的方向性系數(shù)，通常以理想的非定,向天線作為比較的標準。,理想的非定向天線：各方向均勻輻射的理想點源天線，這種,天線向各個方向的輻射是均勻的。,25,任一定向天線的方向性系數(shù)是指在接收點產(chǎn)生相等電場強度的,條件下，非定向天線的總輻射功率對該定向天線的總輻射功率之比。,天線和饋線的連接端，即饋電點兩端感應的信號電壓與信號電,流之比稱為天線的輸入阻抗。,輸入阻抗有電阻分量和電抗分量，即：,Zin=Rin+jXin,，電,抗分量會減少從天線進入饋線的有效信號的功率，因此必須使,電抗盡可能為零，使天線的輸入阻抗為純電阻。,輸入阻抗與天線的結(jié)構(gòu)和工作波長有關(guān)，基本半波振子的輸,入阻抗為：,(73.1+j42.5),歐姆。,天線的效率,是指天線輻射出去的功率（即有效的轉(zhuǎn)換電磁波部,分的功率）和輸入到天線的總功率之比。恒小于,1,增益,是指天線輻射或接近電波大小的表現(xiàn)，它是方向系數(shù)與天,線效率和乘積。,增益大小的選擇取決于系統(tǒng)設計對電波覆蓋區(qū)域的要求，即,在同等條件下，增益越高，電波傳播的距離越遠，一般基地臺天,線采用高增益天線，移動臺天線采用低增益天線。,無線通信常用天線：,1,、全向天線,在水平面上，輻射與接收無最大方向的天線稱全向天線。,即水平方向圖基本為圓形。不過在垂直方向圖上，可以看到輻,射能量是集中的，因此可以獲得天線增益。,全向天線一般由半波振子排列的直線陣組成。,振子單元數(shù)每增加一倍，（即長度增加一倍），增益增加,3dB,全向天線由于無,方向性,所以多用,在點對多點通信,的中心臺站,.,2,、定向天線,這類天線的水平和垂直方向圖是非均勻的，它經(jīng)常用在扇形,小區(qū)，也稱為扇區(qū)天線。,定向天線一般由直線天線陣加上反射板構(gòu)成，或直接采用,方向天線（如八木天線）。,3,、特殊天線,有于特殊用途，如室內(nèi)覆蓋，隧道覆蓋。典型例子是泄漏同軸,電纜。,泄漏電纜在其外導體上沿上長度方向周期性地開有一定形狀,的槽孔。電纜內(nèi)部傳輸?shù)牟糠指哳l電磁能可以由槽孔以電磁,波的形式向外輻射，同時可以通過槽孔接收外部的電磁波，,泄漏同軸電纜兼有傳輸線和收發(fā)天線的功能。,謝 謝!,