短波和超短波

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短波通信系统和超短波通信系统
一、 无线电通信
二、 短波通信系统
三、 超短波通信系统
一、无线电通信
定义:无线电通信是指利用无线电波传播信息的通信方式
优点:与有线通信方式相比,无线电通信具有通信建立迅速、 通信距离远、机动灵活和组网容易等优点 缺点:衰落严重,易受天电等外界干扰,容易被截获和窃听等 应用:主要用于电报、电话、传真、广播和电视等各种信息
CDMA2000: 这也是3G通信标准之一,在几年前中国发放3G牌照的时候,将 这个牌照发放给了中国电信,但因为中国目前所运营的3种3G模式都互 不兼容,所以我们平常市场上支持该模式的手机也比较少。
总的来说,现在市场上的中高端手机普遍都支持两种模式,它们的组合 模式是: 中国移动:GSM、TD-SCDMA 中国联通:GSM、WCDMA 中国电信:CDMA、CDMA2000
这种传播方式是利用对流层及电离层的不均匀性对电波的散射作 用而实现的超视距传播。主要用于超短波和微波的远距离通信。
射线
(a) 电离层
(b)
对流层
(c)
(d)
图 无线电波的主要传播方式 (a) 直射传播; (b) 地波传播; (c) 天波传播; (d) 散射传播
二、短波通信系统
主要依靠天波和地波两种传播方式。
随着无线电通信技术的发展,无线电接力通信、 卫星通信、毫米波通信等相继发展起来。1931年,在 英国多佛尔与法国加来之间建立了世界上第一条超短 波接力通信线路。20世纪50年代,出现了1GHz以上频 段的小容量微波接力通信系统。到20世纪70年代,数 字微波接力通信系统逐步完善,到80年代,毫米波波 段开始应用于接力通信。美国贝尔实验室于1952年首 先提出对流层散射超视距通信设想,20世纪60年代以 后,散射通信得到很大的发展。
传输系统,广泛地应用于地面、空中、海上和空间通
信。
无线电通信的分类:
按工作频段划分为12个波段
极长波、超长波、特长波、甚长波、长波、中波、 短波、超短波和微波 。
根据无线电波的不同波段和传播模式
无线电通信主要分为短波通信、超短波通信、微
波中继通信、移动通信、卫星通信等。
序号 频段名称 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 极低频(ELF) 超低频(SLF) 特低频(ULF) 甚低频(VLF) 低频(LF) 中频(MF) 高频(HF)
频率范围 3~30Hz 30~300Hz 300~3000Hz 3~30KHz 30~300KHz 300~3000KHz 3~30MHz
波段名称 极长波 超长波 特长波 长波(千米波) 中波(百米波) 短波(十米波) 超短波(米波) 分米波 厘米波 毫米波 丝米波 波
波长范围 100~10Mm 10~1Mm 1000~100km 10~1km 1000~100m 100~10m 10~1m 10~1dm 10~1cm 10~1mm 10~1丝米
地波传播方式
受大地的吸收 地面对电波能量的吸收的大小与地面的导电性能和电 波频率有关:地面的导电性越好,吸收越小;电波频率越 低,损耗越小。 具有绕射现象 地波在传播过程中能绕过障碍物而传播的现象,称为 绕射。地波的绕射能力与电波的波长,障碍物的高低大小 及波源所处的位置有关:波长越长,障碍物越低窄,地波 的绕射能力越强。 传播稳定 地表面的电性能及地貌、地物等并不随时间很快的变 化。
卫星通信:是利用通信卫星作为中继站实现地球上各点之间的通信。
主要通信业务是电话、电报、电视、传真和数据传输。卫星通信可以 只经过一颗卫星,由卫星通信地球站向卫星传输的上行线路和卫星向 地球站传输的下行线来完成,也可以经过多颗卫星和多条上、下行线 路。卫星通信是20世纪60年代中期航天技术与通信技术相结合产生的 新的通信手段。
天波传播方式 电离层的形式与结构
km 1 04
磁层 卫星 1 03 热层顶1 00 0 ℃ 电离 层 1 02 1 07 1 08 1 09 流星 F1 D 平流 层 10 对流 层 珠穆朗玛峰 云雨 臭氧层O3 对流层顶-5 0 ℃ E
3 电子密度 /个 / m
F2 中层顶-9 0 ℃ 平流层顶-1 0 ℃
WCDMA: 这是外国佬研制出来的一种3G通信技术,目前市场上面的3G通信 技术有WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA,其中普及和消费者接受度比 较高的就是WCDMA了。因为它的出来时间比较早,而且在国外也已经运 行多年,算是比较成熟的一种3G技术了。其工作的频率在 1900MHz~2100MHz左右,在中国大陆发放3G运营牌照的时候,中国联通 就获得了该标准的运营资格,而这也是为什么中国联通在3G市场上要优于 中国移动的原因了。
1 01 0 1 01 1 1 01 2
气温随高度变化曲线 温度
长波可在 D 层反
射下来,在夜晚 由于 D 层消失, 长波将在 E 层反 射; 中波将在 E 层反 射,但在白天 D 层对电波的吸收 较大,故中波仅 能在夜间由 E 层 反射; 短波将在 F 层反 射;而超短波则 穿出电离层。
其中基于中国联通的GSM和WCDMA模式的手机比较多,而其它两种基 本上比较少。
3G卡,就是支持3G网络。
如:186开头的联通3G卡,插在支持WCDMA(联通3G)的手机, 就实现3G上网;
189开头的电信3G卡,插在支持CDMA2000(电信3G)的手机,就 实现3G上网。 2G卡,只支持2G网络。但是,对于移动,无论是2G/3G卡,只要手 机支持TD-SCDMA(移动3G)网络,都可上移动3G网。
调制解 调器
Hale Waihona Puke Baidu
收发信 主机
自动天 线耦合 器A
电源
现代短波通信系统
处于发射状态时
载波 音 频 放 大 调
激励1 混

激励2 混
频 2

1
线 性 放 大
功 率 放 大
处于接收状态时
本振1 选 频 网 络 射 频 放 大 混
频 1
本振2 混
频 2
载波 中 频 放 大 解
音 频 功 放
扬 声 器

短波通信系统的应用:
TDD-LTE:
中国移动TD-LTE:支持频段38、39、40
中国联通TD-LTE:支持频段40、41 中国电信TD-LTE:支持频段40、41 中国联通FDD-LTE:支持频段3 中国电信FDD-LTE:支持频段3
无线电通信简史
无线电通信起源于19世纪末。1865年,英国人麦克 斯韦从理论上预言了电磁波的存在,并证明在真空中它 是以光速传播的。德国人赫兹于1888年用试验方法实现 了电磁波的产生和接收。1896年,意大利人马可尼和俄 国人波波夫分别进行了无线电通信试验,并研制成无线 电收发报机。随着真空器件的出现,无线电通信得到迅 速发展。
根据电波的频率(波长)的不同,无线电波主要有以 下四种传播方式:地波传播、天波传播、视距传播、散射 传播。
(1)地波传播 地波传播方式是指无线电波沿地球表面传播。它主要用于中波以 上的波段的近距离通信(按照地波传播的规律,在远距离通信时,波长 越长越有利)。 (2)天波传播 发射天线向空中发射电波,由高空电离层反射后到达接收点,这 种方式称为天波传播。它是短波通信的主要传播方式。 (3)直接波传播 直接波传播方式是指电波在发射天线和接收天线能互相“看见” 的距离内的一种传播方式,故也称为视距传播。其传播的路径基本是 直线。 (4)散射传播
超短波通信:是指利用波长为10-1m(频率为30-300MHz)的电磁波进
行的无线电通信。由于超短波的波长在1-10m之间,所以也称为米波 通信。整个超短波的频带宽度是270MHz,是短波频带宽度的将近10倍。 由于频带相对较宽,被广泛应用于电视、调频广播、雷达探测、导航、 移动通信、军事通信等领域。
在卫星通信方面,1957年10月,原苏联成功发射了世界 上第一颗人造地球卫星;1958年美国发射了世界上第一颗 通信卫星“斯科尔”,开始了卫星通信的试验阶段;1965 年美国发射对地静止卫星“国际通信卫星-1”号及原苏联发 射对地非静止卫星“闪电-1”号的成功,标志着卫星通信进 入实用阶段。20世纪70年代,卫星通信进一步向各应用领 域扩展。例如,美国现已拥有“国防通信卫星”、“舰队 通信卫星”、“Milstar”等多个使用不同频段具有不同用 途的军用卫星通信系统,卫星通信现已成为美国全球军事 通信的重要手段。目前世界各国的长距离通信和国际通信 中约有一半线路应用了无线电通信。
CDMA: 这种通行技术较先运行于中国联通公司,工作频率上下行都 在800MHz左右,当时中国联通把它定位于一些高端用户群体,还说 什么幅射小等诸多优点。但因为其基站不是很多,所以导至这种手机 在较偏的地区的信号并不是很好。后来联通把这个搞亏了,于是就卖 给了中国电信,而中国电信也改变了联通以前走的高端路线,将 CDMA手机带到了大众消费者手中(比如装宽带,送手机),后来中 国电信停止了小灵通后,就开始发展CDMA手机业务,而这也是为什 么我们平常用的手机不支持电信卡的原因,因为大部份手机不支持这 个模式。
1.在机动通信中的应用 在超短波通信距离有限,卫星通信受设备和话费制约 的情况下,短波是很多用户解决远程移动通信的惟一手段。 2.在军事通信领域的应用 短波传输系统是国防通信网的重要组成部分之一,主 要用于建立各级指挥员之间快速、直接指挥通信和陆、海、空 军之间的协同通信。它能保障方向不明、距离不等、位置不定 的指挥员与作战部队之间的通信。
移动通信:是指通信的双方或至少一方在移动中进行的信息交换和传
输方式。工作在超短波或微波波段。
散射通信:是指利用大气层不均匀介质对电磁波的再辐射(散射或反
射)作用进行的超视距无线电通信。散射通信包括对流层散射通信、 电离层散射通信和流星余迹通信。
在很早以前,3G网络还没在大陆使用的时候,那时我们用的都是 2G的网络,那时的电信还只有小灵通,那时的CDMA还是属于联通公 司的,但后来联通因为没把CDMA业务经营好,所以就将其卖给了中 国电信,于是乎,中国电信的手机业务开始慢慢的发展起来了。
甚长波(万米波) 100~10km
甚高频(VHF) 30~300MHz 特高频(UHF) 300~3000MHz 超高频(SHF) 3~30GHz 极高频(EHF) 30~300GHz 至高频 300~3000GHz

短波通信(又称高频通信,HF):是利用频率在3-30MHz的电磁波进行
的无线电通信,实际上,人们也把中波的高频频段1.5-3MHz归到短波 波段,所以现有的许多短波通信设备,其频段范围往往扩展到1.530MHz。
就在3年前,中国大陆开始发放3G牌照后,中国的3大运营商出现 了这样一个局面: 中国移动:GSM、TD-SCDMA 中国联通:GSM、WCDMA 中国电信:CDMA、CDMA2000
GSM: 也就是我们常说的2G模式,属于第2代蜂窝移动通信技术,其使用 频率在800MHz~1800MHz左右。因为2G时代的中国移动和中国联通都是 使用的GSM通信技术,所以这也是为什么你的一部支持GSM的手机可以 同时使用中国移动和中国联通这两家运营商的2G手机号码。 TD-SCDMA: 这是中国移动自家研发的3G通信技术,不过因为消费者接受度 较低,不知道是因为技术的原因,还是因为是国产的原因,总之市场 反响不是很强烈,而这也导至了3G市场上面,中国移动表现平平的一 个原因所在。
F层
1 70 k m~3 00 k m
E层 D层 中波 长波 短波
1 00 km 6 0 k m~7 0 k m
现代短波通信系统一般由带自适应链路建立功能的 收发信主机、自动天线耦合器、电源以及一些扩展设备,
如高速数据调制解调器、大功率放大器等部分组成。
扩展设 备
500W 功放
自动天 线耦合 器B
微波中继通信:是利用300MHz以上频段的电磁波进行无线电通信的一
种方式。使用的是分米波和厘米波波段,这种通信方式采用的是视距 传输方式,受地形和天线高度的限制,相邻两站之间的通信距离有限 (一般在30公里左右)。利用这种通信方式进行远距离的通信,必须 建立一系列的中继站,这也是中继(接力)通信的由来。
经过二十多年长期的发展,我国的通信业逐渐形成了2G/3G/4G 并存的局面,手机通讯信号传输都是通过一定频率传输的,而三大 运营商所拥有的频率和网络制式不尽相同,这就造成同一部手机在 三大运营商之间可能不通用。
对于4G网络,目前4G网络(LTE)分为TDD和FDD两种模式,这 两种模式支持的频段是不一样的,他们是这样划分的。 FDD-LTE:
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