(完整版)无线电课件

• 高频：3~30Mห้องสมุดไป่ตู้z，机载高频通信系统，长距离。 • 甚高频：30~300MHz，200n miles, MK/VOR/ILS。 • 特高频：300～3000MHz，军事通信，
GS/DME/ATC/GPS. • 超高频：3～300GHz，卫星通信，气象雷达、无线电高
度表。 • 极高频：30～300GHz，通信与导航都不用。
• 无线电波的传播方向如图所示：
• 可见：当电场和磁场方向中的任何一个量改变方 向时，传播方向都将相反；而当同时改变时，传 播方向并不改变。
• 传播媒介：自由空间。 • 传播方式：地波、天波和直达波。
（1）地波 3MHz以下的电磁波主要沿地表传播 , 称为地波 , 如图所示 :中长波主要利用地波传播。
C/ f
频段划分
8个频段：VLF、LF、MF、HF、VHF、UHF、 SHF、EHF。 机载无线电设备几乎使用所有的频段。如图：
8个频段简要介绍：
• 甚低频：30kHz，OMEGA、军事、人说话。 • 低频：30~300kHz，长波电台和ADF导航系统。
• 。 中频：300~3000kHz，中波电台、ADF（200~1600kHz）
（2）天波 3～30MHz的电磁波，主要靠天空中电离层的
折射和反射传播，称为天波，如图所示:短波
电离层
（3）直达波 30MHz以上的电磁波主要沿空间直线传播，称为
直达波或空间波，也称为视距传播，如图所示：电 视信号、卫星信号的传播等，
各波段传播特点
1、超长波和长波： 绕射能力强、地面吸收少、传播距离远、传播稳 定、波段窄。
复合波：负载不准确等于传输线的特性阻抗。
复合波状态的驻波比（系数）
• 驻波系数：衡量负载匹配状况。负载偏离传输线 特性阻抗越多，线上的驻波成分越多，系数越大。 越匹配，系数接近1。
• VSWR=Umax/Umin 其中Umax=uf+ur; Umin=uf-ur ，因此，VSWR=(uf+ur)/(uf-ur)
• 分布电容Co:导体直径D↗、线间距离L↘、介电常
数↗→ Co ↗ （单位长度上）
• 传输线的分布参数在传输低频信号时的作用不大， 但在传输高频信号时，分布电感Lo的阻碍作用及 分布电容Co的分流作用便不可忽略了。
• 特性阻抗：
ZC
L C
• 电磁波同相位点的传播速度： 比真空的光速小10％～40％。
无线电基础知识
• 主要内容包括：
频段的划分； 信号、频谱和带宽； 传输线； 无线电波的传播与天线； 调制与解调； 无线电发射机与接收机。
绪论
无线电：一点到一点以“无线”的方式传送信号。 应用：机载通信、导航系统等。 任务：自由空间为媒介传输信号，完成通信导航。 框图：
4.1 频段的划分
可见：无线电波——中低段，无线电设备通过这一 频段传递信息。 电磁波的波长越长，频率越低，关系公式：
3. 传输线上的行波、驻波和复合波
行波：当传输线末端的负载能够将传输到末端的能 量全部吸收时，传输线上只有入射波而没有反射 波，这时传输线的工作状态称为行波状态。
行波状态条件－－当负载等于传输线的特性 阻抗的纯电阻时，负载吸收的功率与到达末端功 率相等，就是通常所说的匹配．
驻波：如果传输线的末端开路或短路，则负载不吸 收能量，反射波大小等于入射波，从而使线上的 电压电流分布呈驻波状态。即电压、电流好像不 是随着时间的推移沿传输线向前“行进”而是 “驻留”载传输线上波动。
2、中波： 地面吸收比长拨大，传播距离比长波短，传播稳 定可靠，以地波传播为主。
1. 高频传输线的等效电路
分布电感：电流——磁场——电感——分布电感；
分布电容：电压——电荷分布——极板——电容— —分布电容；
分布电阻R：阻值很小，忽略。
电缆线、电话线是传输线。频率低等效为导线。
• 分布电阻Ro:导体材料电阻率↗ 、直径↘、频率 ↗→ Ro ↗ 。
• 分布电感Lo：导体直径D↗、线间距离L↘、导磁 率↘→ Lo↘
脉冲宽度越窄，谐波数就越多，带宽就越宽，因此要逼真 的传送脉冲信号，就要传送很多频率成分，必须有一定 带宽。
电话通信：带宽3kHz；
音乐信号：频率范围30Hz～16kHz。
0.3 传输线
无线电传输框图可见，从发射机到天线或从天 线到接收机的信号传输仍采用导线传输，而这一信 号是高频信号。传输高频信号时，传输线的一些参 数就不能忽略，需要重新定义其模型。
基波：与方波 频率相同的正 弦波； 谐波：高于基 波频率的正弦 波。
幅谱：各正弦分量幅度按其频率高低依次排 列，得到幅度频谱。 相谱：初相位按频率。
频谱：幅谱和相谱，没有说明就是幅谱。
“啊”音信号的频谱图，
3. 信号的带宽
由非电量转变来的电信号是随着非电量信息变 化，信号中包含了各种频率的信息，传送这一变 化需要一定的频带宽度。例如：矩形脉冲波形和 频谱如图：
v 1 LC
2. 传输线的种类 同轴线与平行双线两类：机载设备上以同轴线的 应用最为普遍。
平行双线：特性阻抗大约250～700欧，常用的是 300欧，辐射损耗大，工作频率在200MHz以下。
同轴线：屏蔽作用，辐射损耗很低，频率可达 3GHz特性阻抗在40～200欧，常用的有50、75和 150
当频率高于3GHz时，采用波导传输电磁能量。
0.2 信号、频谱和带宽
1. 信号
语言、文字、音乐、图像和数据等都可以反 映一定信息，统称信号。不是电信号，进行转 换成电压或电流。
2. 频谱
对于较复杂的信号（如话音信号、 图像信号 等）, 用频谱分析法表示较为方便。
任何非正弦信号都可以分解为一系列幅度不 同、频率不同和相位不同的正弦分量，并由这 些正弦分量叠加而成，如图：
• 当RL=Zc时，VSWR=1，（行波状态） • 当RL ≠ Zc时，VSWR﹥1，（复合波状态） • 当RL=0或=∞时，VSWR= ∞驻波状态
4.4 无线电波的传播与天线
1. 无线电波的传播 信道是连接发、收两端的信号通道，又称传
输媒介。通信系统中应用的信道可分为两大类： 有线信道（如架空明线，电缆，波导，光缆等） 和无线信道（如海水，地球表面，自由空间等）。 不同的信道有不同的传输特性，相同媒介对不同 频率的信号传输特性也是不同的。