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掌握无线电通信的预备知识

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:在距离地面高度约100km的高空,有一层厚度约为20km的电离层,它有反射无线电波的特性。外球层传播在距离地面1000km以外的宇宙空间进行的无线电通信称为外球层传播。想一想1)什么是无线电通信系统?2)无线电通信系统由哪几部分组成?

掌握无线电通信的预备知识

从早期的无线电广播、电视、雷达,到现代的手机全球定位系统(GPS)、宇宙飞船的遥控、遥测和信息传送等,无线电通信和我们的日常生活息息相关,已经渗透到社会的各个领域。当你听到收音机里的声音、看到电视机里的节目,你想过它们来自于哪里,又是如何传过来的吗?你想过有朝一日,自己也可以亲手安装一台可以接收无线电广播的接收机吗?为此,我们先来了解一下无线电通信与无线电通信系统,然后再了解一下无线电广播接收机的电路组成及其工作原理。

1.无线电通信

自从贝尔发明了电话,人们相互间的交流也发生了巨大的改变。利用电话机,通话双方得以在瞬间和对方进行实时沟通与交流。然而,贝尔发明的电话需要在通话双方之间架设一条电线才能传输双方通话的电信号,这种利用电线才能实现通信的有线通信限制了通话的距离、空间和自由度。要实现在任何地点、任何时间、与任何人随时可以通话的要求,就不能有电线的限制,这种不用电线也能实现的通信方式就叫无线电通信。

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1)你知道有哪些通信方式?

2)试对通信方式进行分类。

2.无线电波的传播方式

无线电波的传播方式如图2-1所示。

(1)地面波传播

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图2-1 无线电波的传播方式

无线电波沿地球表面传播,称为地面波传播,它是利用无线电波的绕射性质。地面波在传播过程中,电磁波不断被地面吸收,迅速衰减。这种衰减与电磁波的波长有关。波长越长,衰减越小;波长越短,衰减越大。在通常情况下,利用地面波传播时,中、长波比短波和超短波衰减小,传播距离远。由于地球表面对地面波有吸收作用,地面波的传播距离一般为几十公里到几百公里。因为地面的电性能在较短的时间内变化不会很大,所以由地面波传播的信号比较稳定。

(2)天波传播

无线电波向天空辐射,进入大气电离层后会被电离层反射回地面,这种电磁波的传播方式称为天波传播。

在距离地面高度约100km的高空,有一层厚度约为20km的电离层,它有反射无线电波的特性。电波的波长越短,被反射的角度越大,电波损失的能量越小。因此,短波能传得很远,而长波几乎不能靠电离层的反射来传播。超短波由于频率过高,一般能穿透电离层而不被反射。天波传播往往会受到气候、季节、昼夜等因素的影响。

(3)空间波传播

空间波传播是指发射天线辐射电磁波,通过空间直接到达接收天线的传播方式,因此也叫视距传播。

超短波和微波的波长较短、频率较高,所以既不能绕射,也不能被电离层反射,只能直线传播。由于地球表面是曲面,空间波不会拐弯,所以空间波的传播距离就受到了限制。

(4)外球层传播

在距离地面1000km以外的宇宙空间进行的无线电通信称为外球层传播。它的工作频率一般在几百兆赫兹以上,卫星通信如卫星直播电视就是利用这种传播方式工作的。

想一想

1)无线电波有哪些传播方式?

2)采用什么方法才能使空间波传播的距离远一些?

3)面向大众的收音机广播采用的是哪些传播方式?(www.xing528.com)

3.无线电波波段划分

无线电波的频率范围很宽,由于波长不同,它们具有各自的特殊性。我国工业和信息化部(原信息产业部)于2006年9月公布的《中华人民共和国无线电频率划分规定》见表2-1。

2-1 中华人民共和国无线电频率划分

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(续)

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注:频率范围(波长范围亦类似)均含上限,不含下限;相应名词非正式标准,仅作简化称呼参考用。

不同的通信系统采用不同波长的无线电波段,无线电广播一般使用中波、短波和超短波(米波)波段,而电视广播使用超短波或微波(分米波、厘米波、毫米波)波段。无线电广播波段示意图如图2-2所示。

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图2-2 无线电广播波段应用示意图

想一想

1)你曾经收听过的中波、短波、超短波广播电台的频率是多少?

2)你喜欢收看的电视节目的广播频率是多少?

3)你现在使用的手机的频率是多少?

4.无线电通信系统

所谓通信系统,是指能够实现信息传送过程的系统。利用电磁波来实现信息传送过程的系统则称为无线电通信系统,其示意图如图2-3所示。

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图2-3 无线电通信系统示意图

无线电通信系统的构成主要有发送设备、接收设备和无线信道三个部分。虽然发送设备和接收设备的内部结构都很复杂,但是所有的发送设备和接收设备都完成相同的基本功能,即发送设备将待传送的信息转换成无线电信号,利用无线电波传播到自然空间里,接收设备把无线电信号再转换成要传送的信息。

想一想

1)什么是无线电通信系统?

2)无线电通信系统由哪几部分组成?

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