无线电波传播第五讲介电常数的应用介质类型左手介质射线理论
介电常数的色散
n r r
在低频区，可以区分电介质、导体和磁介质； 在低频区 高频区域 高频区域，电介质、导体和磁介质三者的界限 电介质、导体和磁介质三者的界限 模糊。
色散：不同频率的波在色散介质中的传播相速度不同 色散：
n r r
大部分的电介质 大部分的电介质， 在频率f<10^6Hz 时，是一个常数； 在频率f<10^8Hz 时，是一个常数； 在频率f<10^11Hz时，是一个常数； 在低频区 在低频区，可以区分电介质、导体和磁介质； 高频区域 高频区域，三者的界限模糊。
p2 2 i
r 'i ' '
from Phys. Rev. B 6, (1972) 4370. from Palik [33] of silver (J. Phys. F 6, (1976) 1583) Drude model (hp = 9.2eV, h = 0.2eV) (PRB, 60 (1999) 5359) 0 120
15
2012-11-30
关于电介质和导体的色散，想深入了解的同学， 可以参考俎栋林编著《电动力学》（清华 大学出版社），第八章第5、6两节。
16
6）介电常数与实验测量值的比较：
' 1
r ( ) ' ( ) i ' ' ( )
p2 0 2 i
2
2 0
2 02 2 p 2
2 0
2 2 2
2
''
( )
2 2 2
2 p
i t 带入试探解： x x0 e
无线电基础知识-PPT资料118页
Date: 10/9/201916.11.2019
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电容滤波电路：
电容滤波电路原理：
若v2处于正半周，二极管D1、D3导通，变压器次端电压v2给电容器C充电。 此时C相当于并联在v2上，所以输出波形同v2 ，是正弦波。
当v2到达wt=p/2时，开始下降。先假设二极管关断，电容C就要以指数规律向 负载ＲL放电。指数放电起始点的放电速率很大。在刚过wt=p/2时，正弦曲线下 降的速率很慢。所以刚过wt=p/2时二极管仍然导通。在超过wt=p/2后的某个点， 正弦曲线下降的速率越来越快，当刚超过指数曲线起始放电速率时，二极管关断。 所以在t2到t3时刻，二极管导电，Ｃ充电，Vi=Vo按正弦规律变化；t1到t2时刻二 极管关断，Vi=Vo按指数曲线下降，放电时间常数为RLC。
电场的任何变化也会产生磁场。交变的电磁场不仅可能存 在于电荷、电流或导体的周围，而且能够脱离其产生的波 源向远处传播，这种在空间以—定速度传播的交变电磁场， 就称为电磁波。无线电技术中使用的这一段电磁波通常称 为无线电波。
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1.1.2 无线电波的波段
IO↑→IR↑→VR↑→VZ↓（VO↓）→IZ↓→IR↓→VR↓→VO↑
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4）无线电波的调幅解调（检波一）
幅度检波： 从调幅波中取出调制信号的过程,称为幅度检波。从高频调幅波 中解调出原调制信号
常用的检波电路 三种:小信号平方律检波,大信号包络全波和乘积检波。
分类
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电波传播基础知识
电波传播基础知识无线电波传播（radio wave propagation）频率从几十赫（甚至更低）到30000千兆赫左右（波长从几万千米到0.1毫米左右）整个频谱范围内的电磁波，称为无线电波。
发射天线或自然源辐射的无线电波，通过介质或受到介质分界面的影响，而到达接收天线的过程，称为无线电波传播。
无线电波在介质或介质分界面的影响下，有被折射、反射、散射、绕射和吸收等现象。
接收点的无线电信号，也有衰减和干扰出现。
为了确定无线电系统的频率、功率、增益、灵敏度、信号噪声比和工作方式等，都需要对无线电波传播特性有所了解。
根据何种介质或何种介质分界面对电波传播产生主要的影响，可将常遇到的电波传播方式分为：（1）地波传播（电波传播主要受地球表面的影响）。
（2）对流层电波传播（电波传播主要受对流层影响）。
（3）电离层电波传播（电波传播主要受电离层影响）。
（4）地—电离层波导电波传播（电波传播主要受电离层下缘和地面的影响，此外还有埋地天线、地壳中电波传播、火箭喷焰、再入等离子体鞘套和核爆炸等影响）。
各种频段的无线电波的传播方式和特点及其应用，可见各有关词汇。
地波传播（propagation of ground wave）沿地球表面的无线电波的传播，称为地波传播。
其特点是信号比较稳定。
在讨论地波传播问题时，一般是将对流层视为均匀介质（有时认为对流层的折射指数垂直梯度为常数），电离层的影响不予考虑，而主要考虑地球表面对电波传播的影响。
半导电性地球表面的影响，一方面使地波的垂直方向电场强度远大于水平方向电场强度，并因在地面上产生感应电流，使地波有较大的衰减；另一方面，由于地球是椭球形，在视线距离以外，地波传播可以认为是围绕弧形地球面的绕射传播。
垂直偶极子所产生的地波垂直电场E通常表示为E=E0ν其中：E0为理想导电地面上的垂直电场，ν称为衰减因子，它是频率、距离和地面电参数的复杂函数。
一般说来，频率愈高，地面电导率愈低，地波随距离衰减就愈快。
无线电波传播理论
电离层传播模型需要考虑电离层 的结构、成分、电子密度等参数 ，以及电离层对电波的吸收和反 射等作用。
地面对无线电波的吸收
地面对无线电波的吸收是指电波在传 播过程中，由于地面物质的吸收作用 而导致的能量损耗。
VS
地面对无线电波的吸收与地面的物质 成分、湿度、温度等因素有关，不同 的地面类型对电波的吸收程度不同。
对流层传播模型
对流层传播模型适用于电波在对流层中的传播，由于对流层的气象条件复杂多变，电波传播受到大气 折射、散射、吸收等因素影响。
对流层传播模型需要考虑大气温度、湿度、气压等参数，以及气象条件对电波传播的影响。
电离层传播模型
01
电离层传播模型适用于电波在电 离层中的传播，电离层对电波的 折射、反射、散射等作用会影响 电波的传播路径和强度。
、雷达等领域。
无线电波的产生与传播
产生
无线电波可以通过电子运动、振荡器 、天线等设备产生。
传播
无线电波在传播过程中会受到多种因 素的影响，如大气、地形、建筑物等 ，其传播方式和距离也会因此而有所 不同。
02 无线电波传播方式
直射传播
直射传播是指无线电波直接从发射天线沿直线到达接收设备 ，不经过其他介质或物体的反射、折射或散射。直射传播的 路径损耗较小，信号质量较好，但受地形、建筑物等遮挡物 的影响较大。
自由空间传播模型
自由空间传播模型适用于电波在自由 空间中的传播，其假设电波在均匀介 质中沿直线传播，不受地球曲率、大 气折射等因素影响。
自由空间传播模型的公式为：$d = frac{c}{2pi f sqrt{epsilon}}$，其中 $d$为电波传播距离，$c$为光速，$f$ 为电波频率，$epsilon$为介电常数。
无线电传播理论
视距传播对于导航信号而言是一种优秀的传播方式,获 得了非常广泛的应用。目前,民用航空所使用的绝大部分 导航系统,如VOR、DME、ILS、MLS、LRRA以及GNSS 等,均采用了这种传播方式。
4.三种传播方式特点的比较及导航信号的传播方式
导航信号的传播方式有三种。 ➢ 地波传播、 ➢ 视距传播、 ➢ 波导模传播（OMEGA系统）
图 地波传播（Ground-Wave Propagation）
地波传播的优点和缺点可以看出,地波传播是适合传播导航 信号的,但对于要求苛刻的航空用户而言,相比于视距传播, 地波传播并不是一种优秀的传播方式。采用地波传播的导 航系统主要有奥米加导航系统、罗兰-A和罗兰-C以及 ADF-NDB,但对于民用航空使用的奥米加导航系统和ADFNDB来讲,ICAO已在20世纪90年代停止使用奥米加导航系 统,ADF-NDB尽管还在使用,但只能作为辅助导航系统。
2.天波传播（Ionospheric Propagation）
天波传播是指电波由发射天线向高空辐射,在高空被电离 层连续折射或散射而返回地面接收点的传播方式,有时也 称为电离层电波传播,如图2-x所示。长、中、短波都可 以利用电离层反射传播,但以短波为主。
电离层是地球高空大气层的一部分,高度从60km一直 延伸到1000km左右。在此范围内,主要由于太阳的紫 外辐射和高能微粒辐射,也受其他星体紫外辐射的影响, 使大气分子部分游离,形成了自由电子、正负离子和中 性分子、原子等组成的等离子体。
3.视距传播（Direct-Wave Propagation）
视距传播是指在发射天线和接收天线之间能相互“看 见”的距离内,电波直接从发射点传播到接收点的一种传 播方式,也常称为直达波传播,如图2-x所示。这种传播方 式主要发生在甚高频(VHF)以及VHF以上各频段信号的 传播。
无线电波
通常的模拟电视信号采用将图像调幅，调频并合成在同一信号中传播。 数字电视采用MPEG-2图像压缩技术，由此大约仅需模拟电视信号一半的带宽。
移动通信系统选择所用频段时要综合考虑覆盖效果和容量。UHF频段与其他频段相比，在覆盖效果和容量之 间折衷的比较好，因此被广泛应用于手机等终端的移动通信领域。当然，随着人们对移动通信的需求越来越多， 需要的容量越来越大，移动通信系统必然要向高频段发展。
无线电波的速度只随传播介质的电和磁的性质而变化。
传播
感谢观看
雷达
雷达通过测量反射无线电波的延迟来推算目标的距离。并通过反射波的极化和频率感应目标的表面类型。
无线电波的多经传送效应导航雷达使用超短波扫描目标区域。一般扫描频率为每分钟两到四次，通过反射波 确定地形。这种技术通常应用在商船和长距离商用飞机上。多用途雷达通常使用导航雷达的频段。不过，其所发 射的脉冲经过调制和极化以便确定反射体的表面类型。优良的多用途雷达可以辨别暴雨、陆地、车辆等等。
调频广播的边带可以用来传播数字信号如，电台标识、节目名称简介、、股市信息等。在有些国家，当被移 动至一个新的地区后，调频收音机可以自动根据边带信息自动寻找原来的频道。
航海和航空中使用的电台应用VHF调幅技术。这使得飞机和船舶上可以使用轻型天线。
政府、消防、警察和商业使用的电台通常在专用频段上应用窄带调频技术。这些应用通常使用5KHz的带宽。 相对于调频广播或电视的带宽，保真度上不得不作出牺牲。
民用或军用高频服务使用短波用于船舶，飞机或孤立地点间的通讯。
通信导论第五章电波传播
E 30PiGi
如果接收天线的增益系数为GR, r有效接收面积为Ae, 则在距离发射
天线r处的接收天线所接收的功率为
pRS0Ae4piG r2 i 4 2G R
GR
4Ae 2
将输入功率与接收功率之比定义为自由空间的基本传输损耗:
Lbf
10lg
Lbf
pi
Pi pR
4r2Gi1GR
pR
3 . 4 2 2 5 lf ( g 0 M ) 2 l H r ( g k 0 ) G m Z i ( d ) G B R ( d )B
由于对流层中大气温度（T）、压力（P）和湿度（S）等 变化。使大气介电常数也随着高度而变化。特别是由于大 气的湍流运动，使得对流层内存在着许许多多介电常数ε 作随机变化的不均匀介质团，每一不均匀介质团的尺寸平 均约50米～60米。当无线电波投射到这些不均匀介质团时， 每一不均匀介质团就变成一个二次波源，向周围散射电磁 波，其中一部分能量就被散射到接收地点而被接收天线所 接收，这就形成了对流层散射通信。
电波在传播过程中有绕过障碍物的能力，这种现 象称为绕射。由于波的绕射，电波可以绕过高低不平 的地面或绕过一定高度的障碍物，到达接收地点，这 也就是我们有时在障碍物后面仍能收到无线电信号的 原因。电波绕射能力与电波的波长有关，波长越长， 绕射能力越强，波长越短，绕射能力越弱。另外，当 电波在各种媒质中传播时会在传播过程中遇到各种有 损耗的介质而损耗一部分能量。
二、电波传播的主要方式
➢ 地面波传播 ➢ 直接波传播 ➢ 对流层传播 ➢ 电离层传播（天波） ➢ 地面－卫星传播
电波传播示意图
1. 地面波传播
地面波传播（Ground Wave Propagation）指电波沿地球表 面的绕射传播，也称表面波传播（Surface-Wave Propagation）
左手材料的研究进展及应用
左手材料研究进展及应用左手材料,指的是介电常数(ε)和磁导率(μ)都是负数的材料(物质).在自然界中,所有物质的介电常数(ε)和磁导率(μ)都是正数.左手材料这种新型材料的非常之处,在于其负的介电常数和磁导率使得主导普通材料行为的许多物理特性产生逆变. 左手材料有时也被称作”异向介质”,”负折射系数材料”. 迄今为止,我们在自然界中见到的都是右手材料,右手规则一直被认为是物质世界的常规.但是,在左手材料中,电磁波的电场,磁场和波矢却构成左手关系.这也是这种材料被称为"左手材料"的原因.由于这种材料的介电常数和磁导率都是负数,折射率也是负的,根据电磁学理论,可以推断出它有很多奇异的物理特性.由于这个学期正在学习电磁场,电磁场的数学基础和这种反常自然界物质的神奇特性让我非常感兴趣.虽然阅读了较多的文献,不过很多理论还是不能理解.不过,我理解的那一部分已经受益匪浅了.比如,人的大脑要有创新精神,敢于突破常规,虽然右手规则是统治自然界物质的普遍规律,在我们的脑海中,也根深蒂固的有ε和μ同时>0的概念,不过,只要敢于想,敢于创造,这种突破自然界常规的物质LHM(left hand material)就可以发挥出它巨大的功能.一.左手理论的起源和发展1967年，前苏联物理学家Veselag。
在前苏联一个学术刊物上发表了一篇论文，首次报道了他在理论研究中对物质电磁学性质的新发现，即:当ε和μ都为负值时，电场、磁场和波矢之间构成左手关系。
他称这种假想的物质为左手材料，同时指出，电磁波在左手材料中的行为与在右手材料中相反，比如光的负折射、负的切连科夫效应、反多普勒效应等等。
这篇论文引起了一位英国人的关注，1968年被译成英文重新发表在另一个前苏联物理类学术刊物上。
但几乎无人意识到，材料世界从此翻开新的一页。
左手材料的研究发展并不是一帆风顺。
在这一具有颠覆性的概念被提出后的30年里，尽管它有很多新奇的性质，但由于只是停留在理论上，而在自然界中尚未发现实际的左手材料，所以，这一学术假设并没有立刻被人接受，而是处于几乎无人理睬的境地，直到将近本世纪时才开始出现转机。
5.无线电波传播的基本理论(V0.2)
移动台距基站的距离 绕射损耗
d
LDIFF
H eff 基站天线的有效高度
6
反射
在平地面上传播的双射线模型
7
多径衰落
多径衰落
当接收机在可引起反射、绕射的复杂环境下移动时， 当接收机在可引起反射、绕射的复杂环境下移动时， 在不到一个波长范围内会出现几十分贝的电平变化和激烈的相位摆动
8
绕射
当接收机和发射机之 间的无线路径被物体 的边缘阻挡时发生绕 射。 绕射使得无线电信号能够传播 到阻挡物后面。 到阻挡物后面。
通常基于几何绕射理论 ）、物理光学 （GTD）、物理光学 ）、 （PO）的射线跟踪或其 ） 他精确方法。 他精确方法。
29
三类小区
宏小区（宏蜂窝） 宏小区（宏蜂窝）
覆盖范围通常大于1Km 覆盖范围通常大于 高发射功率，大于20W 高发射功率，大于 高增益天线10dBi～20dBi 高增益天线 ～ 天线高过周围环境 常用于郊区、农村、 常用于郊区、农村、公路等 解决覆盖问题 通常采用经验传播模型或半 确定性经验传播模型进行预 测
16
陆地移动通信中的无线信号
小尺度衰落 小尺度上信号包络的变化是描述多径衰落的， 小尺度上信号包络的变化是描述多径衰落的， 通常服从瑞利概率密度函数， 通常服从瑞利概率密度函数，因而也称为瑞利 衰落。 衰落。 中尺度衰落 中尺度的传播机制描述的是阴影衰落， 中尺度的传播机制描述的是阴影衰落， 当以分贝表示时， 当以分贝表示时，这种变化趋向于正态 高斯）分布， （高斯）分布，通常称为对数正态衰落 大尺度衰落 大尺度的传播机制描述的 是区域均值， 是区域均值，具有幂定律 传播特征， 传播特征，即中值信号功 率与距离长度增加的某次 幂成反比变化
无线电波传播的基础知识.课件
无线电波在传播过程中会受到介质的吸收作用，导致能量逐渐衰减。不同的介质 具有不同的衰减系数，因此会影响无线电波的传播距离和信号强度。
04
无线电波的应用领域
通信领域
无线电波在通信领域有着广泛的应用，包括长波通信、中波 通信、短波通信、微波通信等。
长波通信主要用于海底电缆、大地导电等场合，中波通信主 要用于广播、导航等，短波通信主要用于远程通信、广播、 电视等，而微波通信则主要用于现代移动通信、卫星通信等 。
01
02
03
04
无线电波可以在各种介质中传 播，包括空气、水、土壤等。
无线电波的传播速度等于光速 ，不受介质影响。
无线电波的传播距离受发射功 率、天线高度、频率等因素影
响。
无线电波易受到干扰，如其他 电磁波、雷电等。
02
无线电波的传播介质
电离层
01
电离层概述
电离层是地球大气的一个区域，其中包含自由电子和离子。它对于长波
雷达领域
无线电波在雷达领域的应用主要包括 雷达测距、雷达测速和雷达测角等。
雷达通过发射无线电波并接收回波， 可以实现对目标物体的距离、速度、 角度等参数的测量，广泛应用于军事 、航空、气象等领域。
导航领域
01
无线电波在导航领域的应用主要 包括航海导航、航空导航和卫星 导航等。
02
航海导航主要利用长波和超长波 ，航空导航主要利用中波和短波 ，而卫星导航则主要利用微波无 线电波进行定位和导航。
信号相对稳定，但易受到干扰。
无线电波的分类
短波：频率在30-300MHz之间，波长在10-1m之间。 主要用于短距离通信和广播。
信号传输稳定，但传输速率较慢。
无线电波的分类
左手材料
左手材料的性质及应用在自然界中，介质的介电常数ε和磁导率μ是描述物质基本电磁性质的两个重要参数，这两个参数决定着电磁波的传播特性。
当介质的介电常数和磁导率都为正值时，根据电磁波理论可知介质中的电场、磁场和电磁波传播常数(E、H、k)三者之间构成右手螺旋关系，所以这类物质被称为右手材料(right一handed materials，RHMs)。
而左手材料是指介电常数和磁导率同时为负数的材料，在这种介质中，电场、磁场和电磁波传播常数三者之间构成左手螺旋关系。
这是一种新颖奇异的材料,其通常也称负折射率材料。
一、左手材料的发展历史1968年，前苏联科学家Veselago VG发现介电常数ε和磁导率μ都为负值的物质的电磁学性质与常规材料不同，还指出当平面电磁波照射在这样的媒介时，会发生反常的折射现象，不过其在自然界中并不存在，因此他的研究只是停留在理论上。
1996年Pendry提出了金属线周期结构，这种结构可使介质的介电常数为负。
1999年，Pendry等人又用电介质体设计了一种具有磁响应的周期性结构实现了介质磁导率的负值，进而展现了负折射率材料存在的可能性，人们对这种材料也投入了更多的兴趣。
2001年，加州大学San Diego分校的Smith等物理学家根据Pendry等人的建议，首次制造出在微波波段具有负介电常数和负磁导率的物质，证明了负折射材料的存在。
2002年，美国加州大学Itoh教授和加拿大多伦多大学Eleftheriades教授领导的研究组几乎同时提出一种基于周期性LC网络的实现左手材料的新方法。
目前基于LC网络的左手材料的研究在理论和实验上都有很大进展。
研究还表明LC左手材料在微波电路、天线等方面的应用中具有很大的优势。
在2002年底，麻省理工学院孔金瓯教授也从理论上证明了“左手”材料存在的合理性，他称之为“导向介质”。
2003年美国Parazzoli C G等人及Houcl等人同时分别进行了一系列成功的实验工作，样品实验的数据与模拟计算非常吻合，都晰而显著地展示出负折射现象；且在不同入射角下测量到的负折射率是一致的，完全符合Snell定律，证实了左手材料的存在二、左手材料的性质材料与电磁波的相互作用主要体现在材料的介电常数ε和磁导率μ这两个物理参数上。
沪教版九年级物理全册：无线电波和无线电通信 知识讲解
无线电波和无线电通信责编：武霞【学习目标】1.知道无线电波可以在真空中传播，它的速度等于光速。
知道无线电波的波长、频率以及它们之间的定性关系。
2.知道无线电波的几个主要波段，它们的传播特点和主要用途。
3.知道什么是模拟信号、调频、调幅和调谐。
【要点梳理】要点一、无线电波1、定义：电磁波中用于广播、电视和移动电话的频率为数百千赫至数百兆赫的那部分，叫作无线电波。
2.无线电波主要可分为四个波段：长波、中波、短波、微波。
要点诠释：1.无线电波是电磁波的一种，电磁波是由变化的磁场产生的，它的频率范围为30HZ～1019HZ。
无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线都电磁波，但它们处在不同的频率范围2.无线电波与声波一样也有不同的频率，不同的频率对应不同的波长，频率越高，波长越短，反之，频率越低，波长越长。
要点二、无线电波的传播及应用1.无线电波传播的特点：（1）与光的传播相同，不需要介质，可在真空中传播，在真空中的传播速度等于光速c=3×108m/s，在空气中的传播速度与在真空中的传播速度几乎相同。
（2）无线电波也具有能量，但在沿地球表面附近的空间传播时能量会不断损失，而且频率越高(波长越短)能量损失越大；频率越低(波长越长)能量损失越小。
（3）频率越高，传递信息就越多。
（4）波长越长，如长波、中波，能绕过障碍物的本领越大。
波长短，如短波、微波，遇较大的障碍物不能绕过，会受到阻挡。
（5）微波遇到障碍物会发生反射，还能穿过电离层。
2.不同频率范围的无线电波的传播特点和应用特点应用长波适宜沿地球表面传播。
传播距离远，稳定性和抗干扰性好。
发射长波的设备庞大，造价高。
因此长波很少用于无线电广播。
长波多用于潜艇、远洋航行的通信。
中波白天中波被电离层几乎全部吸收，因此，适宜沿地球表面传播，晚上可依靠电离层的反射来传播。
所以昼夜信号强度差比较大中波多用于城市广播、电报通信。
收音机上的中波段（MW）就是接受中波的无线电波。
无线电波传播基础理论-PPT文档资料27页
Location P robablity %
-70 -74 -78 -82 -86 -90 -94 -98 -102 -106 -110
1.8 传播模型
• 总体而言GSM1800MHz频段的覆盖比GSM900M频段要差一些：
– Okumura – Hata公式中GSM1800M频段的路径损耗比GSM900M频段大
9.79dB
– 功率预算中GSM1800M频段MS发射功率比GSM900M频段小3dB(各自 分别为30dBm和33dBm）
– 50m长 7/8” 电缆损耗差值为0.97dB – GSM1800与GSM900相比较，所有以上各项给出了 13.77 dB差值 • 但实际的场强测量和1800M频段的模型校正发现平均差值并没有这么大 – 通常 Okumura – Hata模型1800M频段的修正因子比900M频段小3～6dB。
1.1 研究电波传播特性的必要性
• 无线电波传播特性的研究和了解是移动通信网络规划和建设的基础,从 频段的确定、频率分配、无线电波的覆盖范围、计算通信概率及系统 间的电磁干扰，直到最终确定无线设备的参数，都必须依靠对电波传 播特性的研究、了解和据此进行的场强预测。
• 无线电波传播与工作频率有关，如450MHz、900MHz和1800MHz的电 波传播特性差别很大；
1805-1850MHz(BS)
CDMA
825-835MHz (MS) 870-880MHz (BS)
由上表可以看出移动通信频段位于UHF频段范围内，是以空 间波的方式进行传输的。
1.3 dB概念的介绍
• Calculations in dB (deci-Bel) • logarithm ic, relative scale
无线电基础知识ppt课件
Date: 2024/3/12
15
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
5）无线电波的调频解调（检波二）
Date: 2024/3/12
4）无线电波的调幅解调（检波一）
幅度检波： 从调幅波中取出调制信号的过程,称为幅度检波。从高频调幅波 中解调出原调制信号
常用的检波电路 三种:小信号平方律检波,大信号包络全波和乘积检波。
分类
Date: 2024/3/12
14
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
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“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
1.3.5 无线电信号的解调
解调：将调制信号还原出来的过程。解调又有检波与鉴频和鉴相之分。
1.1.2 无线电波的波段
段号 频段名称
频段范围 （含上限不含下限）
1 甚低频（VLF） 3～30千赫（KHz）
2 低频（LF） 30～300千赫（KHz）
3 中频（MF） 300～3000千赫（KHz）
4 高频（HF） 3～30兆赫（MHz）
5 甚高频（VHF） 30～300兆赫（MHz）
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2020/4/24
复数介电常数
• 当介质中存在有传导电流（有耗介质）时，通常用电
导率（张量）σ 来描述。
• 全电流包含传导电流Jc和位移电流Jd
–通常只能针对相对简单的介质特性分布模式进行求解 ，例如，对于平面分层和球面分层以及球形和圆柱形 不均匀体等，可以求得一些优势波型的解析解
2020/4/24
• 7 非稳定和随机时变介质
–一般情况下介质电磁参数是时间和空间坐标的函数， 包含着不同空间尺度的非均匀性和不同时间周期的非 稳定性以及随机的时空变化。
，不仅取决于该方向的场分量，还与其他方向的场分量 有关，从而发生波模间的耦合
2020/4/24
• 5 均匀非线性介质
–当介质电磁参数、是场强的函数时，本构关系则具
有非线性特性。 –电离层在强电波加热的情况下就表现出这种非线性特
性。 –一般情况下都Байду номын сангаас为线性介质
2020/4/24
• 6 非均匀介质
–非均匀介质的电磁参数、一般为空间点的函数，因
即场的幅度E (反t,r 比,k 于)r ，E 而m 相1 r位e延x 迟j p 正(t比于r r。)
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• 2 均匀有耗介质 –介质的、为复常数，传播常数 kj
， –沿波矢量方向 r 处的瞬时电场为
E (t,r ,k ) E m 1 rex r p )e(x j( p t r)
在谐变情况下J 可J 以c写J 成dσE t(0εE )
式中复介电张J 量 (σ i 0 ε)E i 0 ε 复 E
相当于把传导电流等ε复效为位ε 移电iσ流0 时的介电常数
2020/4/24
电磁波在均匀各向同性有耗介质的 传播
• 完全导电体，如金属，电磁波是不可能在其中传播 的。实际的传播介质通常具有半导电特性，如海水 、地壳层及上层大气的电离层。在半导电介质中， 各种电子在电磁波场的作用下产生运动，而由于阻 尼力将消耗其从电磁波获取的一部分能量，则介质 表现出吸收耗损特性。
而变沿介射质线，路沿径波矢s,量传方播向常数r处k 的(s)瞬 时(电s)场为j(s)。对于慢
E ( t ,r ,k ) E m 1 r e x s( s ) d p s ej ( x t s p ( s ) d s )
–波的空间相位与路径长度不仅是简单的线性关系，还 存在波的折射即射线弯曲现象。当电磁参数不满足慢 变条件而具有任意的空间分布时，还可能出现反射、 散射等效应，波的传播路径和场特性是非常复杂的， 一般难于从场方程获得解析解
–各向异性介质有其特征方向，例如，重力或地球磁场方 向。因而均匀各向异性介质中单色（单频）波的等相面 不为球面，波矢量方向k与能量传播（射线）方向S不一
致，相速是k与特征方向夹角θ的函数。
–在此种介质中，物质的极化和磁化矢量与外加电磁场矢 量不一定同向，即介质电磁参数（除铁磁物质外，一般
只是介电常数ε）为张量，因此，特定方向的介质效应
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研习问题：磁化等离子体的色散关系
• 已知一个稀薄等离子体由质量为m、电荷为e的自由电 荷组成，每单位体积中含有n个电荷，且密度是均匀
的，假定可以略去电荷之间的相互作用。一频率为
、波数为k的平面电磁波射入该等离子体中。求：
(a) 电导率与的关系；
(b) 色散关系；
(c) 折射率作为的函数关系，讨论 < p的情况；
即仍然以恒速 v = / 沿直线传播，但由于损耗而
产生幅度沿路径的指数衰减。损耗一般源于介质分子 （例如对流层中的氧气与水汽分子及电离层中的带电 粒子）对电子运动能量的阻尼吸收，并消耗于焦耳热 和再辐射。
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• 3 均匀色散介质
–介质效应表现为在电磁场作用下的介质极化和磁化， 当场量频率超过一定数值时，由于带电粒子的质量有 限而可能使效应建立的速度跟不上场的变化，因而介
(d) 现假定存在一个外磁场B0，设平面波沿B0方向传 播，证明对于左、右旋圆偏振波，折射率是不同的。
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介质类型
• 按介质的宏观电磁特性划分，传播信道大致可分为 7种类型
• 1 均匀各向同性无耗介质
–沿介直质线的传电播磁；参数、为实常数，电磁波以恒速 1
–由点源辐射的能量随距离r沿球面扩散，则观测点在t时 刻的瞬时电场为
H yn 1 2 2 p 2E 0m ex k0 p p)(e xx j(p t k0 n x arn p c ) tg
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半导电介质中平面波电磁场
z
v
Ey
H
arg tg p n
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电场和磁场具有以下关系：
（1）同自由空间偶极子的辐射场 一样，电场与磁场分量及传播方向都 相互垂直；
• 均匀半导电介质中的传播，是分析研究各种信道的 基础。
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相对复介电常数
r
r
j
0
传播常数 kk0r r c(njp )
其中 k0 c为真空中的波常数。
在直角坐标（x,y,z）中求解麦克斯韦方程的简 谐平面波解，沿x方向传播的波场分量为
E z E m e k x 0 p ) e p x j ( x t ( k 0 p n ) x
质电磁参数、与频率有关，传播常数 k 与 ω不为线性关系，则介质称为时间色散的。
–当电磁场在介质中的波长很短，即介质的传播常数k 很大时，极化和磁化效应同外加电磁场不能视为局域 对应，还与附近空间的场量有关，则介质称为空间色 散的
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• 4 均匀各向异性介质
–从介质中的一点沿不同方向所测的介质特性不同，称为 各向异性。
（2）电场与磁场以同样的相速
v = c / n 传播，这里
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研习问题：磁化等离子体问题中的磁场考虑
• 电磁波在磁场的等离子体中的传播理论称为磁离 子理论；
• 等离子体中的电荷受到的作用有：
– 电磁波的电场力 – 电磁波的磁场力 – 外磁场的磁场力 – 与粒子之间的碰撞力
• 在研究此类问题时如果v << c，通常可以忽略电 磁波的磁场力，为什么？