无线电波的传播方式
无线电波传播途径
无线电波在均匀介质 (如空气)中,具有直线传播的特点。
只要测出电波传播的方向,就可以确定出信号源(发射台)所在方向。
无线电测向是指通过无线电测向机测定发射台(或接收台)方位的过程,但是无线电测向运动中,要快速寻找隐蔽巧妙的信号源,必须掌握无线电波的传播规律。
一、无线电波的发射与传播无线电波既看不见,也摸不着,却充满了整个空间。
广播、移动通讯、电视等,已经是现代社会生活必不可少的一部分。
无线电波属于电磁波中频率较低的一种,它可直接在空间辐射传播。
无线电波的频率范围很宽,频段不同,特性也不尽相同。
我国目前开展的无线电测向运动涉及三个频段:频率为1.8—2兆赫的中波波段,波长为150—166.6米,称160米波段测向;频率为3.5—3.6兆赫的短波波段,波长为83.3—85.7米,称80米波段测向;频率为144—146兆赫的超短波段,波长为2.08—2.055米,称2米波段测向。
(一)无线电波的发射过程无线电波是通过天线发射到空间的。
当电流在天线中流动时,天线周围的空间不但产生电力线 (即电场),同时还产生磁力线。
其相互间的关系,如图2-1-1所示。
如果天线中电流改变方向,空间的电力线和磁力线方向随之改变。
如果加在天线上的是高频交流电,由于电流的方向变化极快,根据电磁感应的原理,在这些交替变化的电场和磁场的外层空间,又激起新的电磁场,不断地向外扩散,天线中的高频电能以变化的电磁场的形式,传向四面八方,这就是无线电波。
从图2-l可知,电力线 (即电场)方向与天线基本平行,磁力线 (磁场)的形状则是以天线为圆心,与天线相垂直的方向随之变化的无数同心圆。
图2-1-1 无线电波的发射(二)无线电波的特性l.无线电波的极化交变电磁场在其附近空间又激起新的电磁场的现象称无线电波的极化。
空间传播的无线电波都是极化波。
当天线垂直于地平面时,天线辐射的无线电波的电场垂直于地平面称垂直极化波。
天线平行于地平面时,天线辐射的无线电波的电场平行于地面称水平极化波。
无线电波的传播特性
无线电波的传播特性(一)移动通信的一个重要基础是无线电波的传播,无线电波通过多种方式从发射天线传播到接收天线,我们按照无线电波的波长人为地把电波分为长波(波长 1000米以上),中波(波长100-1000米),短波(波长10-100米),超短波和微波(波长为10米以下)等等。
为了更好地说明移动通信的问题,我们先介绍一下电波的各种传播方式:1. 表面波传播表面波传播是指电波沿着地球表面传播的情况。
这时电波是紧靠着地面传播的,地面的性质,地貌,地物等的情况都会影响电波的传播。
当电波紧靠着实际地面--起伏不平的地面传播时,由于地球表面是半导体,因此一方面使电波发生变化和引起电波的吸收。
另一方面由于地球表面是球型,使沿它传播的电波发生绕射。
从物理知识中我们已经知道,只有当波长与障碍物高度可以比较的时候,才能有绕射功能。
由此可知,在实际情况中只有长波,中波以及短波的部分波段能绕过地球表面的大部分障碍到达较远的地方。
在短波的部分波段和超短波,微波波段,由于障碍高度比波长大,因而电波在地面上不绕射,而是按直线传播。
2. 天波传播短波能传至地球上较远的地方,这种现象并不能用绕射或其他的现象做解释。
直到1925年,利用在地面上垂直向上发射一个脉冲,并收到其反射回波,才直接证明了高层大气中存在电离层。
籍此电离层的反射作用,电波在地面与电离层之间来回反射传播至较远的地方。
我们把经过电离层反射到地面的电波叫作天波。
电离层是指分布在地球周围的大气层中,从60km以上的电离区域。
在这个区域中,存在有大量的自由电子与正离子,还可能有大量的负离子,以及未被电离的中性离子。
发现电离层后,尤其近三四十年来,随着火箭与卫星技术的发展,利用这些工具对电离层进行了深入的试验和研究。
当前电离层的研究已经成为空间物理的一个重要的组成部分,其研究的空间范围和频段也日益宽广。
在电离层中,当被调制的无线电波信号在电离层内传播时,组成信号的不同频率成分有着不同的传播速度。
无线电波的传播方式
无线电波的传播方式电离层对电波传播的影响面对二十多个业余波段,究竟该用哪一段?春夏秋冬阴晴雨雪对通信会有什么影响?当你对这些问题打算亲自体验一番之前,应该对无线电波的传播规律及各业余波段的特点等等先做些“调查研究”,这样才能事半功倍。
一、无线电波的传播方式无线电波以每秒三十万公里的速度离开发射天线后,是经过不同的传播路径到达接收点的。
人们根据这些各具特点的传播方式,把无线电波归纳为四种主要类型。
1)地波,这是沿地球表面传播的无线电波。
2)天波,也即电离层波。
地球大气层的高层存在着“电离层”。
无线电波进入电离层时其方向会发生改变,出现“折射”。
因为电离层折射效应的积累,电波的入射方向会连续改变,最终会“拐”回地面,电离层如同一面镜子会反射无线电波。
我们把这种经电离层反射而折回地面的无线电波称为“天波”。
3)空间波,由发射天线直接到达接收点的电波,被称为直射波。
有一部分电波是通过地面或其他障碍物反射到达接收点的,被称为反射波。
直射波和反射波合称为空间波。
4)散射波,当大气层或电离层出现不均匀团块时,无线电波有可能被这些不均匀媒质向四面八方反射,使一部分能量到达接收点,这就是散射波。
在业余无线电通信中,运用最多的是“天波”传播方式,这是短波远距离通信向必要条件。
空间波和散射波的运用多见于超高频通信,而地波传播“般只用于低波段和近距离通信。
二、电离层与天波传播1.电离层概况在业余无线电中,短波波段的远距离通信占据着极重要的位置。
短波段信号的传播主要依靠的是天波,所以我们必需对电离层有所了解。
地球表面被厚厚的大气层包围着。
大气层的底层部分是“对流层”,其高度在极区约为九公里,在赤道约为十六公里。
在这里,气温除局部外总是随高度上升而下降。
人们常见的电闪雷鸣、阴晴雨雪都发生在对流层,但这些气象现象一般只对直射波传播有影响。
在离地面约10到50公里的大气层是“同温层”。
它对电波传播基本上没有影响。
离地面约50到400公里高空的空气很少流动。
短波段无线电波的传播规律与短波无线电通信的频率选择及预测
短波段无线电波的传播规律与短波无线电通信的频率选择及预测一、引言:在无线电通信中,无线电发射机的天线辐射载有信息的电磁波,到达接收点无线电接收机的天线,要经过一段自然路径。
无线电波在自然环境中的传播主要有三个路径常用于无线电通信:视距传播、地波传播、天波传播。
不同波长的无线电波在以上三种传播路径中有不同的传播规律。
短波无线电波(2—30Mhz)的传播有不同于其它频段的特殊规律,只有透彻认识和运用其特殊规律,才能发挥短波无线电通信设备的应有效能,建立稳定可靠的通信联系,提高通信质量。
二、无线电波的传播路径:(1)视距传播:视距传播是指电波在发射天线与接受天线互相“看得见”的距离内的传播方式。
电波在靠近地面的低空大气层中以近似直线的路径传播(见图-1),在发射功率一定的情况下,其通信距离相当大的程度上取决于收发双方的天线高度,多用于超短波通信,本文不多作讨论。
(2)地波传播:地波是指沿地球表面传播的电波。
当电波沿地表传播时,在地表面产生感应电荷,这些电荷随着电波的前进而形成地电流。
由于大地有一定的电阻,电流流过时要消耗能量,形成地面对电波的吸收。
地电阻的大小与电波频率有关,频率越高,地的吸收越大。
因此,地波传播适宜于长波和中波作远距离广播和通信;小型短波电台采用这种方式只能进行几公里至几十公里的近距离通信。
地波是沿着地表面传播的,基本上不受气候条件的影响,因此信号稳定,这是地波传播的突出优点。
(3)天波传播:天波是指地面发出的经电离层折射返回地面的电波。
短波无线电台站可以较小的发射功率,不依赖任何地面系统利用天波路径独自建立数百公里甚至数千公里的通信联系,是为有别于其它通信方式的突出优势。
但是,电离层随昼夜、季节、年度而变化,导致天波传播状况依时间变化。
因此,依赖电离层反射所建立的短波无线电天波通信是不稳定、不可靠的(相对于其他传播路径而言)。
远程短波通信要求设备操作人员对短波波段无线电波的传播规律有深入的了解和较多的实践经验,并且依赖于通信各方的配合默契。
无线电初级试题及答案
无线电初级试题及答案一、单选题(每题2分,共10分)1. 无线电波的传播方式主要包括以下哪几种?A. 地波B. 天波C. 直线波D. 所有以上选项答案:D2. 无线电频率的单位是什么?A. 赫兹(Hz)B. 千赫(kHz)C. 兆赫(MHz)D. 吉赫(GHz)答案:A3. 在无线电通信中,调制的作用是什么?A. 放大信号B. 改变信号的频率C. 将信息编码到载波上D. 过滤噪声答案:C4. 无线电发射机的主要功能是什么?A. 接收信号B. 发射信号C. 放大信号D. 过滤信号答案:B5. 无线电接收机的主要功能是什么?A. 发射信号B. 接收信号C. 放大信号D. 过滤信号答案:B二、判断题(每题2分,共10分)1. 无线电波可以在真空中传播。
(对)答案:对2. 无线电波的频率越高,波长越长。
(错)答案:错3. 无线电通信中,天线的作用是发射和接收信号。
(对)答案:对4. 无线电波的传播速度与光速相同。
(对)答案:对5. 无线电通信中,调制解调器(modem)的作用是将数字信号转换为模拟信号。
(错)答案:错三、填空题(每题2分,共10分)1. 无线电波的传播方式包括地波、天波和________。
答案:直线波2. 无线电频率的单位是________。
答案:赫兹(Hz)3. 无线电通信中,调制的作用是将信息________。
答案:编码到载波上4. 无线电发射机的主要功能是________。
答案:发射信号5. 无线电接收机的主要功能是________。
答案:接收信号四、简答题(每题10分,共20分)1. 简述无线电波的传播方式及其特点。
答案:无线电波的传播方式主要包括地波、天波和直线波。
地波是沿地面传播的波,传播距离有限,但信号稳定;天波是利用大气层的电离层反射的波,可以传播很远的距离;直线波则是在视线范围内直接传播的波,传播距离受地形和障碍物的影响。
2. 描述无线电发射机和接收机的基本组成。
答案:无线电发射机主要由调制器、高频放大器和天线组成。
无线电波的传播模型分析
无线电波的传播模型分析无线电通信是人类社会发展进程中的一项重要成就,也是21世纪信息科学的重要组成部分,使用了无线电波传播技术。
无线电波是以电磁场的形式传输的,具有广泛的覆盖范围,便捷性和实时性等诸多优点。
本文将从无线电波的传播模型分析来介绍无线电通信中的传播特性和影响因素。
一、无线电波的传播模型无线电波作为电磁波,传播模型主要分为两种类型:地面波和空间波。
1.地面波地面波也叫地波,是在地球表面与大气继电器的相互作用下产生的,主要依靠短波的反射和散射。
它的传播方式具有一定的局限性,主要适用于频率较低的波段,例如中、低频的AM广播。
由于地波的传播距离有限,因此它的应用范围受到限制。
2.空间波空间波是指在大气层高度以上发送无线电信号产生的波,主要依靠大气继电器的传播方式。
空间波分为直接波、反射波和绕射波。
其中,直接波是指在天线发射的无线电波沿着一条直线传播到达接收方,主要应用于近距离的通信;反射波是指无线电波在大气层中反射,从而到达接收方;绕射波则是指无线电波在距离障碍物一定距离处发生弯曲而传输到接收方。
由于空间波传播距离远,因此被广泛应用于广播、卫星通信和移动通信等领域。
二、无线电波传播特性的影响因素1.频率无线电波向外辐射是以电磁场的形式进行的,不同频率的波对传输距离、传输损耗等有着直接的影响。
频率低的电磁波,因其波长长,具有较好的穿透性,不易受到障碍物的阻碍,有利于传播距离较远的环境;高频无线电波因其波长短,具有更弱的穿透性,主要适用于短距离传输。
根据频率的不同,无线电波传输的特性也会有所区别。
2.天线高度和功率天线是信息传输的重要载体,其高度和功率决定了无线电波的传输效果。
天线高度可以影响电波的传播距离和传输覆盖面积,高天线通信的距离更远,更通畅;天线功率的大小则决定了无线电信号传输的能力,功率越大,传输的距离越远。
在实际应用中,高度和功率的大小应该结合实际情况进行权衡,以达到最佳效果。
3.障碍物和地形无线电波的传输受到障碍物和地形的影响。
无线电通信用的什么原理
无线电通信用的什么原理无线电通信的原理是利用无线电波来传输信息。
无线电波是一种特殊的电磁波,能够在空间中传播。
无线电通信利用这种电磁波,通过调制和解调的方式将信息从发送方传输到接收方。
无线电通信的原理可以分为三个主要部分:发送器、信道和接收器。
发送器负责将要传输的信息转换成适合无线电传输的信号,然后通过天线将信号转化为无线电波并发射出去。
信道是指无线电波在空间中传播的路径,它可能经过空气、水等介质,还可能受到反射、绕射、衍射等现象的影响。
接收器则负责接收到的无线电波进行解调,将其转换为原始的信息信号。
在发送器中,最常用的调制方式是振幅调制(AM)和频率调制(FM)。
振幅调制是通过调整信号的振幅来改变无线电波的特性,从而将信息编码到波形中。
而频率调制则是通过调整信号的频率来改变波形,并将信息编码到其中。
在数字通信中,还有更高级的调制方式,如相位调制(PSK)和四进制相移键控(QPSK)等。
在信道中,无线电波会受到多种干扰的影响。
随着传播距离的增加,无线电信号会逐渐衰减,因此需要使用功率放大器来增强信号强度。
此外,信号还可能会受到多径效应的影响,即信号经过多个路径传播,到达接收器时会叠加在一起,并导致信号畸变。
为了降低这种影响,可以使用天线的定向性来选择特定的路径,或者使用自适应均衡器来抵消多径效应。
在接收器中,主要的任务是将接收到的无线电波进行解调,还原出原始的信息信号。
解调的方式与调制方式相反,通过检测信号的振幅、频率或相位来还原信息。
接收器中还需要对信号进行放大和滤波,以增强信号强度并去除噪声。
为了提高接收性能,还可以使用自动增益控制(AGC)和频率同步等技术,以确保信号质量和稳定性。
总之,无线电通信利用无线电波的特性来传输信息。
通过调制和解调的方式,将信息编码到波形中,然后通过发送器发射出去。
无线电波在信道中传播,可能受到干扰和衰减的影响。
接收器负责接收信号并进行解调,将其转换为原始的信息信号。
无线电波的传播方式
无线电波的传播方式一、无线电波的传播方式无线电波以每秒三十万公里的速度离开发射天线后,是经过不同的传播路径到达接收点的。
人们根据这些各具特点的传播方式,把无线电波归纳为四种主要类型。
1)地波,这是沿地球表面传播的无线电波。
2)天波,也即电离层波。
地球大气层的高层存在着“电离层”。
无线电波进入电离层时其方向会发生改变,出现“折射”。
因为电离层折射效应的积累,电波的入射方向会连续改变,最终会“拐”回地面,电离层如同一面镜子会反射无线电波。
我们把这种经电离层反射而折回地面的无线电波称为“天波”。
3)空间波,由发射天线直接到达接收点的电波,被称为直射波。
有一部分电波是通过地面或其他障碍物反射到达接收点的,被称为反射波。
直射波和反射波合称为空间波。
4)散射波,当大气层或电离层出现不均匀团块时,无线电波有可能被这些不均匀媒质向四面八方反射,使一部分能量到达接收点,这就是散射波。
在业余无线电通信中,运用最多的是“天波”传播方式,这是短波远距离通信向必要条件。
空间波和散射波的运用多见于超高频通信,而地波传播“般只用于低波段和近距离通信。
二、电离层与天波传播1.电离层概况在业余无线电中,短波波段的远距离通信占据着极重要的位置。
短波段信号的传播主要依靠的是天波,所以我们必需对电离层有所了解。
地球表面被厚厚的大气层包围着。
大气层的底层部分是“对流层”,其高度在极区约为九公里,在赤道约为十六公里。
在这里,气温除局部外总是随高度上升而下降。
人们常见的电闪雷鸣、阴晴雨雪都发生在对流层,但这些气象现象一般只对直射波传播有影响。
在离地面约10到50公里的大气层是“同温层”。
它对电波传播基本上没有影响。
离地面约50到400公里高空的空气很少流动。
在太阳紫外线强烈照射下,气体分子中的电子挣脱了原子的束缚,形成了自由电子和离子,即电离层。
由于气体分子本身重量的不同以及受到紫外线不同强度的照射,电离层形成了四个具有不同电子密度和厚度的分层,每个分层的密度都是中间大两边小。
无线电波空间传播模型
无线电波空间传播模型一、引言无线电波是一种电磁波,它的传播是通过空间介质进行的。
无线电波的传播模型是对无线电波在空间中传播过程的一种描述和模拟。
了解无线电波空间传播模型对于实现高效的无线通信系统设计和优化至关重要。
本文将介绍几种常见的无线电波空间传播模型,包括自由空间传播模型、二维和三维传播模型以及多径传播模型。
二、自由空间传播模型自由空间传播模型是最简单也是最常用的一种传播模型。
它假设无线电波在真空中传播,没有遇到任何障碍物和干扰。
根据自由空间传播模型,无线电波的传播损耗与距离的平方成反比。
具体而言,传播损耗(L)可以通过以下公式计算:L = 20log(d) + 20log(f) + 20log(4π/c)其中,d是发送端和接收端之间的距离,f是无线电波的频率,c是光速。
自由空间传播模型适用于开阔的空间环境,如农村、海洋等,但在城市和山区等环境中,由于有大量建筑物和地形等障碍物的存在,自由空间传播模型并不适用。
三、二维和三维传播模型二维和三维传播模型考虑了障碍物和地形等因素对无线电波传播的影响。
在二维传播模型中,地面被简化为平面,建筑物和其他障碍物被建模为二维形状。
在三维传播模型中,地面和建筑物等障碍物被建模为三维形状。
为了计算二维和三维传播模型中的传播损耗,常用的方法是射线追踪。
射线追踪将无线电波视为一束射线,通过计算射线与障碍物的相交点,从而确定传播路径和传播损耗。
射线追踪可以基于几何光学原理进行,也可以使用电磁波的波动性质进行更精确的计算。
四、多径传播模型多径传播模型是一种复杂的传播模型,考虑了多个传播路径和多个传播信号的叠加效应。
当无线电波传播过程中遇到建筑物、地形等障碍物时,会发生反射、折射和散射等现象,导致信号在接收端出现多个传播路径。
这些多个传播路径的信号叠加在一起,会引起传播信号的衰减和时延扩展。
多径传播模型通常使用统计方法进行建模和仿真。
常见的多径传播模型包括瑞利衰落模型和莱斯衰落模型。
无线电波传播方式与各频段的利用
无线电波传播方式与各频段的利用无线电通信是利用电磁波在空间传送信息的通信方式。
电磁波由发射天线向外辐射出去,天线就是波源。
电磁波中的电磁场随着时间而变化,从而把辐射的能量传播至远方。
无线电波共有以下七种传播方式(附图为无线电波传播方式示意图)。
(1)波导方式当电磁波频率为30kHz以下(波长为10km以上)时,大地犹如导体,而电离层的下层由于折射率为虚数,电磁波也不能进入,因此电磁波被限制在电离层的下层与地球表面之间的空间内传输,称为波导传波方式;(2)地波方式沿地球表面传播的无线电波称为地波(或地表波),这种传播方式比较稳定,受天气影响小;(3)天波方式射向天空经电离层折射后又折返回地面(还可经地面再反射回到天空)的无线电波称为天波,天波可以传播到几千公里之外的地面,也可以在地球表面和电离层之间多次反射,即可以实现多跳传播。
(4)空间波方式主要指直射波和反射波。
电波在空间按直线传播,称为直射波。
当电波传播过程中遇到两种不同介质的光滑界面时,还会像光一样发生镜面反射,称为反射波。
(5)绕射方式由于地球表面是个弯曲的球面,因此电波传播距离受到地球曲率的限制,但无线电波也能同光的绕射传播现象一样,形成视距以外的传播。
(6)对流层散射方式地球大气层中的对流层,因其物理特性的不规则性或不连续性,会对无线电波起到散射作用。
利用对流层散射作用进行无线电波的传播称为对流层散射方式。
(7)视距传播指点到点或地球到卫星之间的电波传播。
附表给出了从甚低频(VLF)至极高频(EHF)频段的电波传播方式、传播距离、可用带宽以及可能形成的干扰情况。
序频段名号称 4 5 甚低频(VLF)低频频段范围 3-30kHz 传播可用干扰传播距离方式带宽量波导数千公里利用极有宽扩世界范围长距离无线限展电导航 30-300kHz 地波数千公里很有宽扩长距离无线电民航战(LF) 6 7 天波限展略通信中频地波宽扩中等距离点到点广播300-3000kHz 几千公里适中(MF)天波展和水上移动高频(HF) 3-30MHz 天波几千公里宽有限长和短距离点到点全的球广播,移动空间波对短和中距离点到点移甚高频几百公里有限8 30-300MHz 流层很宽动,LAN声音和视频广(VHF)以内的散射播个人通信绕射空间波对短和中距离点到点移特高频流层100公里有限9 300-3000MHz 很宽动,LAN声音和视频广(UHF)散射以内的播个人通信卫星通信绕射祝距超高频(SHF)短和中距离点到点移通常30公里左动LAN声音和视频广视距很宽是有右播移动/个人通信卫限的星通信 10 3-30GHz 通常短和中距离点到点移极高频 11 30-3000GHz 视距 20公里很宽是有动,LAN个人通信卫星(EHF)限的通信在确定无线电系统实际通信距离、覆盖范围和无线电干扰影响范围时,无线电传播损耗是一个关键参数。
《无线电波的发射、接收和传播》 讲义
《无线电波的发射、接收和传播》讲义一、无线电波的概述在我们的日常生活中,无线电波无处不在。
从手机通信到广播电视,从卫星导航到无线局域网,无线电波在信息传递中扮演着至关重要的角色。
那么,什么是无线电波呢?无线电波是一种电磁波,其频率范围非常广泛,从低频的几千赫兹到高频的几十亿赫兹。
它们能够在自由空间中传播,不需要像电线那样的物理连接就能传递信息。
二、无线电波的发射要实现无线电通信,首先需要发射无线电波。
无线电波的发射主要依靠天线和发射机。
天线是发射和接收无线电波的重要设备。
发射时,电流通过天线,产生变化的电磁场,从而向周围空间辐射出无线电波。
天线的形状和尺寸会影响发射的效率和方向性。
发射机则负责产生高频振荡电流。
这个电流具有特定的频率和功率,决定了发射的无线电波的特征。
为了有效地发射无线电波,发射机通常会对信号进行调制。
调制就是把要传递的信息加载到高频载波上。
常见的调制方式有调幅(AM)和调频(FM)。
调幅是使载波的振幅随信号变化,而调频则是使载波的频率随信号变化。
经过调制后的信号,能够携带更多的信息,并且更适合在空间中传播。
三、无线电波的传播无线电波在空间中的传播方式主要有地波传播、天波传播和直线传播三种。
地波传播是指无线电波沿着地球表面传播。
这种传播方式适合频率较低的无线电波,如长波和中波。
地波传播比较稳定,但传播距离有限,且容易受到地面障碍物和地球曲率的影响。
天波传播是指无线电波被发射到高空的电离层,然后被反射回地面。
这种传播方式适合中波和短波。
电离层是地球大气层中的一个区域,其中存在大量的自由电子和离子,能够反射无线电波。
但电离层的状态会随时间和季节变化,导致天波传播的稳定性较差。
直线传播是指无线电波以直线的方式传播。
这种传播方式适合频率较高的无线电波,如超短波和微波。
直线传播的信号强度随距离的增加而迅速衰减,因此需要通过中继站来延长传播距离。
此外,无线电波在传播过程中还会受到各种因素的影响,如大气衰减、障碍物阻挡、多径传播等。
短波段无线电波的传播规律与短波无线电通信的频率选择及预测
短波段无线电波的传播规律与短波无线电通信的频率选择及预测一、引言:在无线电通信中,无线电发射机的天线辐射载有信息的电磁波,到达接收点无线电接收机的天线,要经过一段自然路径。
无线电波在自然环境中的传播主要有三个路径常用于无线电通信:视距传播、地波传播、天波传播。
不同波长的无线电波在以上三种传播路径中有不同的传播规律。
短波无线电波(2—30Mhz)的传播有不同于其它频段的特殊规律,只有透彻认识和运用其特殊规律,才能发挥短波无线电通信设备的应有效能,建立稳定可靠的通信联系,提高通信质量。
二、无线电波的传播路径:(1)视距传播:视距传播是指电波在发射天线与接受天线互相“看得见”的距离内的传播方式。
电波在靠近地面的低空大气层中以近似直线的路径传播(见图-1),在发射功率一定的情况下,其通信距离相当大的程度上取决于收发双方的天线高度,多用于超短波通信,本文不多作讨论。
(2)地波传播:地波是指沿地球表面传播的电波。
当电波沿地表传播时,在地表面产生感应电荷,这些电荷随着电波的前进而形成地电流。
由于大地有一定的电阻,电流流过时要消耗能量,形成地面对电波的吸收。
地电阻的大小与电波频率有关,频率越高,地的吸收越大。
因此,地波传播适宜于长波和中波作远距离广播和通信;小型短波电台采用这种方式只能进行几公里至几十公里的近距离通信。
地波是沿着地表面传播的,基本上不受气候条件的影响,因此信号稳定,这是地波传播的突出优点。
(3)天波传播:天波是指地面发出的经电离层折射返回地面的电波。
短波无线电台站可以较小的发射功率,不依赖任何地面系统利用天波路径独自建立数百公里甚至数千公里的通信联系,是为有别于其它通信方式的突出优势。
但是,电离层随昼夜、季节、年度而变化,导致天波传播状况依时间变化。
因此,依赖电离层反射所建立的短波无线电天波通信是不稳定、不可靠的(相对于其他传播路径而言)。
远程短波通信要求设备操作人员对短波波段无线电波的传播规律有深入的了解和较多的实践经验,并且依赖于通信各方的配合默契。
无线电波的传播
当无线电波遇到物体时,产生折射和散射;由于电波传播方向上有不同的 物体,造成不同的折射和散射,所以在任何一个接受点均可能收到来自不同路 径的同源电磁波,这个就是多径传播。
一、自由空间传播
2.自由空间的传播
自由空间:均匀无损耗的无限大空间;各向同性;电导率为零;空间无限大 。 空气中电导率不为零,且方向不同性,所以不是自由空间,但是近似自由空 间。 有一发射功率为Pt的点源,通过增益为Gt的天线发射;在距离该点源 d的球 面上有一有效接收为A的天线,则该天线单Байду номын сангаас面积上接收到的功率为
S = Gt * Pt / (4πd2)
天线截获的功率Pr = S *A , 有效接收面积 A = Gr * λ2/ (4π) 所以,Pr = Pt * Gt * Gr * λ2 /(4πd)2 定义路径衰耗Ls = (4πd)2 / λ2 = (4π fd)2 / c 2 其中,f为频率;C为电磁波在自由空间传播速度。 用分贝表示为 Ls = 32.45dB + 20log(f) +20log(d) f 单位为MHz;d单位为Km
四、多径传输
1.接收点的无线电波是从信源通过多个路径传播而来的电波 合成。这个现象就是多径传播。
2.由于是同源的多个电波合成,则在合成点叠加时幅度和相 位不相同,有时叠加而增强,有时抵消而减弱,形成衰落 。这种由多径传播引起的衰落,称为多径衰落。
3.多径衰落是快衰弱;而由距离引起的衰弱称为慢衰落。无 线电波的衰落就是有快衰落和慢衰弱组成的。
则 f = (50*1000/3600)/(3/9) = 41.6Hz。
六、室分设计电波传输考虑
无线电波的传播方式及发展简史
无线电波的传播方式及发展简史作者:徐然来源:《传播力研究》2019年第22期摘要:无线电波是电磁波的一种。
在广播电视领域,无线电波主要负责对广播电视信号的无线发送和接收。
无线电波的主要传播方式有天波、地波、空间直线波三种。
从1865年电磁波理论的提出,到今天的即将全面数字化,无线电波已经走过了150多年的历程。
关键词:电磁波;无线电波;传播方式;发展简史一、引言相对于有线来说,无线电是看不见、摸不着的,是在空气中传输的一种电磁波。
那么电磁波又是什么?电磁波是能传递一定能量和动量、在空气中以波的形式移动的交变电磁场。
只要是高于绝对零度的物体,都会发射电磁波。
所以说,无线电波是电磁波其中的一种。
而在其传播过程中,电场和磁场在空间是相互垂直的,同时这两者又都垂直于传播方向。
对于无线电波来讲,它的波长越短,频率就相对越高,在一样的时间里它所传输的信息也就会越多。
无线电波的频率大约在10KHz-30000000KHz之间,这是因为由于有振荡电路的交变电流,当然也就可以通过天线发射和吸收。
同时,无线电波在每个不同的波段里又有着不同的传播特性。
比如说:频率越低的话,传播的损耗也就越小;而覆盖的距离如果越远,那么它的绕射能力也就更强。
二、无线电波的传播方式由于在自由的空间里没有任何阻挡,无线电波只能是进行直射。
但面对平常生活里实际传播的环境,由于在地面上存在着各种的物体,从而导致了无线电波的传播除了直射外,还会发生反射、绕射等情况。
另外对于在室内的用户,还得需要无线电波对于各种建筑物的穿透,这样就增加了无线电波的多样性和复杂性。
无线电波从发射到接收最主要的是依靠三种传播方式:即天波、地波和空间直线波。
天波:所谓天波,就是经由天线而向空中所辐射的电磁波在遇到大气的电离层经过折射后又返回到地面的无线电波。
那么何谓电离层呢?因为地球是被大气层包围着的,在地面上空50公里一直到几百公里的覆盖区域内,大气层中有一部分气体因为受到了太阳光的照射,从而丢失了很多的电子,这就是所谓的发生电离并产生了有正电的离子以及自由电子,这就是电离层。
无线电波传播
无线电波传播无线电波通过介质或在介质分界面的连续折射或反射,由发射点传播到接收点的过程。
无线电通信是利用无线电波的传播特性而实现的。
因此,研究无线电波的传播特性和模式,是提高无线电通信质量的重大课题。
传播模式通常指电磁波在各种介质中传播的一些典型方式。
在地球上,无线电波的传播介质有地壳、海水、大气等。
根据物理性质,可将地球介质由下而上地分为地壳高温电离层、地壳介质岩层、地壳表面导电层、大气对流层、高空电离层。
不同频率的无线电波,在各层介质中传播的折射率n和吸收衰减常数ɑ各不相同。
因而各种频段的无线电波在介质中传播均有其衰减较小的传播模式。
适于通信的传播模式主要有以下九种。
地壳波导传播以地壳表面导电层和地壳高温电离层为界面,以地壳介质岩层为介质形成地壳波导的传播模式。
超长波或更长波段的电波可以在地壳波导中传播到千余公里。
但由于深入地下数公里的天线难以建造,现在还不能实际应用于通信。
水下传播无线电波在海水中传播的传播模式。
电波在海水中的吸收衰减随频率升高而增大,目前仅用于超长波水下通信。
地表波传播无线电波沿地壳表面传播的传播模式,又称地波传播。
地面吸收衰减导致波阵面前倾,使单位距离吸收衰减率随传播距离的增大而增大。
地面吸收衰减随频率升高而增大。
地波传播无线电波传播无线电波传播用于中频(中波)以下频段。
电离层传播利用电离层和地面对电磁波的一次或多次反射进行传播的传播模式,又称天波传播。
电离层按高度由下而上地分为D、E、F1和F2等几个主要层次。
各个层次中部的电子密度最大值由下而上逐层增加,而电子和中性气体分子的单位时间碰撞次数则逐层减少。
电离层的高度和电子密度均随季节、昼夜和太阳黑子活动而变化(见图)。
无线电波只能在折射率n值随高度递减的区域开始折返地面,电波途径最高点处的折射率n值等于电波入射角θ0的正弦函数。
对应于某一折射角,存在一个最高频率,其传播途径的最高点可以达到F2层的最大电子密度区。
此频率称为最高可用频率MUF。
无线电波段划分及传播方式
无线电波段划分及传播方式频率从几十Hz(甚至更低)到3000GHz左右(波长从几十Mm到0.1mm左右)频谱范围内的电磁波,称为无线电波。
电波旅行不依靠电线,也不象声波那样,必须依靠空气媒介帮它传播,有些电波能够在地球表面传播,有些波能够在空间直线传播,也能够从大气层上空反射传播,有些波甚至能穿透大气层,飞向遥远的宇宙空间。
发信天线或自然辐射源所辐射的无线电波,通过自然条件下的媒质到达收信天线的过程,就称为无线电波的传播。
ﻫ无线电波的频谱,根据它们的特点可以划分为表所示钓几个波段。
根据频谱和需要,可以进行通信、广播、电视、导航和探测等,但不同波段电波的传播特性有很大差别。
ﻫ光速÷频率=波长ﻫ无线电波波段划分波段名称波长范围(m)频段名称频率范围超长波ﻫ长波中波1,000,000~10,000短波ﻫﻫ10~110~~10010,000~1,000ﻫ1,000~100ﻫ1~0.1ﻫ0.1~0.010.01~0.001ﻫ甚低频低频中频ﻫ高频甚高频特高频超高频ﻫ极高频ﻫ3~30KHz3,000KHz30~300KHzﻫ~3003~30MHz30~300MHz300~3,000MHz3~30GHzﻫ30~300GHzﻫ超短波米波ﻫ分米波ﻫ厘米波毫米波ﻫ电波主要传播方式电波传输不依靠电线,也不象声波那样,必须依靠空气媒介帮它传播,有些电波能够在地球表面传播,有些波能够在空间直线传播,也能够从大气层上空反射传播,有些波甚至能穿透大气层,飞向遥远的宇宙空间。
ﻫ任何一种无线电信号传输系统均由发信部分、收信部分和传输媒质三部分组成。
传输无线电信号的媒质主要有地表、对流层和电离层等,这些媒质的电特性对不同波段的无线电波的传播有着不同的影响。
根据媒质及不同媒质分界面对电波传播产生的主要影响,可将电波传播方式分成下列几种:地表传播对有些电波来说,地球本身就是一个障碍物。
当接收天线距离发射天线较远时,地面就象拱形大桥将两者隔开。
无线电波的四种传播方式
无线电波的四种传播方式
无线电波的四种传播方式分别是:
1. 地面波传播:地面波是靠着大地反射和折射形成的,主要在短波和中波频段中使用。
地面波传播的优点是信号稳定,但距离有限,适用于局部通信。
2. 天波传播:天波是指从天空反射回来的无线电波,主要在短波和中波频段中使用。
天波传播的优点是传播距离较远,但受天气影响较大,信号容易受到干扰。
3. 散射波传播:散射波是指无线电波在物体表面散射后形成的波,主要在超短波和微波频段中使用。
散射波传播的优点是信号不易受到干扰,但传播距离较短。
4. 空间波传播:空间波是指直接从发射天线向接收天线发射的无线电波,主要在超短波和微波频段中使用。
空间波传播的优点是传播距离较远,但信号容易受到遮挡和衰减的影响。
无线电波的传播机理与信号处理
无线电波的传播机理与信号处理无线电波是一种能够通过空气释放能量、传递信息的电磁波。
它们在通信、雷达、卫星通讯等许多领域都有广泛的应用。
本文将着重探讨无线电波的传播机理和信号处理技术。
一、无线电波的传播机理无线电波在传播过程中会与周围的物质相互作用,产生吸收、反射、散射等现象。
这些现象是决定无线电波传播的重要因素。
1. 吸收现象吸收现象是指无线电波在传播过程中被周围介质吸收的现象。
介质的吸收特性由介质的电性能和磁性能决定。
在大气中,气体、水汽和云雾等都会对无线电波产生一定的吸收作用。
2. 反射现象反射现象是指无线电波在传播过程中遇到较大的障碍物而被反射回来的现象。
如果障碍物是平面的,则反射波的入射角等于反射角。
如果障碍物是曲面的,则反射波会沿不同的方向散射开来。
3. 散射现象散射现象是指无线电波在传播过程中遇到比自己尺寸小的物体而发生的反射和散射。
该现象会使无线电波在传播过程中发生频率和相位的改变。
二、信号处理技术无线电波的信号在传播过程中会受到干扰和噪声的影响,使得信号质量下降,因此需要采用一些技术来提高信号的质量。
1. 功率控制功率控制是指在传输过程中,动态地调整信号的功率以使其达到最佳状态。
此技术可有效减少信号的失真和干扰,提高信号的质量。
2. 多路径补偿多路径补偿是指针对具有多条信号路径的传输信道的技术。
在这种情况下,传输信号会有多条路径到达接收端,由于路径长度和反射等复杂的因素的影响,会引起信号的码间串扰及多径干扰。
通过使用多路径补偿技术,可以完全消除这些干扰,从而提高信号的质量。
3. 信道编码技术信道编码技术是指在传输过程中,对原始数据进行编码以达到提高传输质量的效果。
这种编码技术可以允许接收端对信号进行错误检测和纠正,并实现数据压缩的效果。
4. 多天线技术多天线技术是指在发射和接收方同时安装多个天线,以提供更多的路径和增加信号的可靠性。
多天线技术可以通过最大化信号传输的分集增益来减少干扰和抗多径干扰,并改善信号的覆盖范围。
《无线电波的发射、传播与接收》 知识清单
《无线电波的发射、传播与接收》知识清单一、无线电波的发射无线电波的发射是通过天线将高频电流转换为电磁波向空间辐射的过程。
要实现有效的无线电波发射,需要满足以下几个关键条件:1、频率足够高无线电波的频率越高,其能量越大,传播的距离也就越远。
通常使用的无线电波频率范围从几千赫兹到几百吉赫兹不等。
2、产生高频振荡电流这需要一个高频振荡器,例如 LC 振荡电路,它能够产生周期性变化的高频电流。
3、调制为了在无线电波中传递信息,如声音、图像等,需要对高频振荡电流进行调制。
调制分为调幅(AM)和调频(FM)两种方式。
调幅是使高频振荡电流的振幅随信号而改变,而调频则是使高频振荡电流的频率随信号而改变。
4、足够的功率为了使无线电波能够传播到足够远的距离,发射端需要提供足够的功率。
这通常通过功率放大器来实现。
发射天线的设计也非常重要,它的形状和尺寸会影响无线电波的辐射特性。
常见的天线有偶极天线、环形天线等。
二、无线电波的传播无线电波在空间中的传播方式主要有以下几种:1、地波传播沿着地球表面传播的无线电波称为地波。
地波传播的特点是信号比较稳定,但传播距离有限,适合中波和长波的传播。
2、天波传播依靠电离层反射传播的无线电波称为天波。
电离层是位于地球大气层中的一层带电粒子区域,能够反射一定频率的无线电波。
天波传播适合短波的远距离通信,但由于电离层的不稳定性,信号可能会出现衰落和干扰。
3、空间波传播直射波和地面反射波共同构成空间波。
这种传播方式主要用于超短波和微波的传播,例如电视信号、卫星通信等。
空间波传播的距离较近,但信号质量较好。
无线电波在传播过程中会受到多种因素的影响,如地形、障碍物、大气条件等。
例如,山脉、建筑物等障碍物会阻挡无线电波的传播,导致信号衰减或丢失;大气中的水汽、云层等也会对无线电波产生吸收和散射作用。
三、无线电波的接收无线电波的接收是发射的逆过程,其主要包括以下几个部分:1、接收天线接收天线用于捕捉空间中的无线电波,并将其转换为感应电流。
无线电物理面试题及答案
无线电物理面试题及答案
1. 无线电波的传播方式有哪些?
答案:无线电波的传播方式主要包括地波、天波和直线传播。
2. 请简述无线电波的反射、折射和散射现象。
答案:反射是指无线电波遇到不同介质的界面时,部分能量被反射
回原介质的现象;折射是指无线电波在不同介质中传播时,由于传播
速度的变化导致传播方向的改变;散射是指无线电波在遇到障碍物或
不均匀介质时,能量被分散到各个方向的现象。
3. 无线电波的频率范围是多少?
答案:无线电波的频率范围通常从3kHz到300GHz。
4. 无线电波的波长与频率有什么关系?
答案:无线电波的波长与频率成反比关系,即波长越长,频率越低;波长越短,频率越高。
5. 无线电波的极化方式有哪些?
答案:无线电波的极化方式主要有水平极化、垂直极化和圆极化。
6. 无线电波的天线类型有哪些?
答案:常见的无线电波天线类型包括偶极子天线、八木天线、抛物
面天线和螺旋天线等。
7. 无线电波的调制方式有哪些?
答案:无线电波的调制方式主要包括幅度调制(AM)、频率调制(FM)、相位调制(PM)和脉冲调制(PAM)等。
8. 无线电波的接收系统由哪些主要部分组成?
答案:无线电波的接收系统主要由天线、接收器、解调器和输出设备等部分组成。
9. 无线电波的传播损耗主要由哪些因素决定?
答案:无线电波的传播损耗主要由传播距离、传播介质、天线特性和环境因素等因素决定。
10. 无线电波的多径效应是什么?
答案:多径效应是指无线电波在传播过程中,由于反射、折射和散射等原因,形成多个传播路径到达接收点的现象,这会导致信号的衰减、失真和时延扩展等问题。
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现在,可以用同步通信卫星传送微波。由于同步通信卫星静止在赤道上空36000km的高空,用它来做中继站,可以使无线电信号跨越大陆和海洋。
评论(3) | 11 0
Gary21978 | 十三级 采纳率58%
擅长: 音乐
由于地波在传播过程中要不断损失能量,而且频率越高(波长越短)损失越大,因此中波和中短波的传播距离不大,一般在几百千米范围内,收音机在这两个波段一般只能收听到本地或邻近省市的电台。长波沿地面传播的距离要远得多,但发射长波的设备庞大,造价高,所长波很少用于无线电广播,多用于超远程无线电通信和导航等。
沿直线传播的电磁波微波和超短波既不能以地波的形式传播,又不能依靠电离层的反射以天波的形式传播。它们跟可见光一样,是沿直线传播的。这种沿直线传播的电磁波叫空间波或视波。
地球表面是球形的,微波沿直线传播,为了增大传播距离,发射天线和接收天线都建得很高(图3),但也只能达到几十千米。在进行远距离通信时,要设立中继站。由某地发射出去的微波,被中继站接收,进行放大,再传向下一站。这就像接力赛跑一样,一站传一站,把电信号传到远方(图4)。直线传播方式受大气的干扰小,能量损耗少,所以收到的信号较强而且比较稳定。电视、雷达采用的都是微波。
无线电波的传播方式
2006-05-02 13:22 提问者悬赏:20分 | 匿名 | 分类:工程技术科学 | 浏览8000次
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通常,无线电波有三种传播方式:地波、天波和沿直线传播的波。
地波沿地球表面附近的空间传播的无线电波叫地波。地面上有高低不平的山坡和房屋等障物,根据波的衍射特性,当波长大于或相当于障碍物的尺寸时,波才能明显地绕到障碍物的后面。地面上的障碍物一般不太大,长波可以很好地绕过它们。中波和中短波也能较好地绕过,短波和微波由于波长过短,绕过障碍物的本领就很差了。
天波依靠电离层的反射来传播的无线电波叫做天波。什么是电离层呢?地球被厚厚的大气层包围着,在地面上空50千米到几百千米的范围内,大气中一部分气体分子由于受到太阳光的照射而丢失电子,即发生电离,产生带正电的离子和自由电子,这层大气就叫做电离层。
电离层对于不同波长的电磁波表现出不同的特性。实验证明,波长短于10m的微波能穿过电离层,波长超过3000km的长波,几乎会被电离层全部吸收。对于中波、中短波、短波,波长越短,电离层对它吸收得越少而反射得越多。因此,短波最适宜以天波的形式传播,它可以被电离层反射到几千千米以外。但是,电离层是不稳定的,白天受阳光照射时电离程度高,夜晚电离程度低。因此夜间它对中波和中短波的吸收减弱,这时中波和中短波也能以天波的形式传播。收音机在夜晚能够收听到许多远地的中波或中短波电台,就是这个缘故。
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地球是个良导体,地球表面会因地波的传播引起感应电流,因而地波在传播过程中有能量损失。频率越高,损失的能量越多。所以无论从衍射的角度看还是从能量损失的角度看,长波、中波和中短波沿地球表面可以传播较远的距离,而短波和微波则不能。
地波的传播比较稳定,不受昼夜变化的影响,而且能够沿着弯曲的地球表面达到地平线以外的地方,所以长波、中波和中短波用来进行无线电广播。