无线电波原理

高频放大器
检波器
低频放大器
电磁波发射和接受流程图
高频振荡电流
信号
调制
电磁波的发射 电磁波的接收
发射 传 播
输出
检波（解调） 调谐电路
七、电磁波的危害
电磁波的危害
手机的危害原因
• 在待机状态下，手机不断的发射电 磁波，与周围环境交换信息。
• 手机在建立连接的过程中发射的电 磁波特别强。
电磁波的危害
1.当接收电路的固有频率跟要接收的电磁波的频率 相同时，接收电路中产生的振荡电流最强（这种现象
叫做电谐振）
2、 调节接收电路
的固有频率使它与要
接收的电磁波的频率
可
相同的过程叫做调谐
变
电 容
能够调谐的接收电路
叫做调谐电路。
3.用调谐电路接收到的感应电流是调制的高频振荡电流， 要直接感受到所需要的信号，还需要检波。
• 如果身边有其他电话可用，就不要使用手 机。在使用手机时，可以采用手机专用耳 机，实现远距离使用是比较有效的办法。
• 休息时不要将手机置于枕头边。
• 注意手机的摆放位置。医学专家建议我们， 手机不用时最好放在包里，但不要放在胸 前的口袋中，也不要直接挂在胸前。
手机危害的预防
多吃绿茶可以防范辐射。
常见设备
无线 电波传播基础
无线电波的接收
无线电波的危害
五、常见设备
声音信号的传送
话筒前的人
信号发射机房 振荡器
电视信号发射塔上的 信号发射天线
无线电信号发射塔
彩塔接收天线 电报大楼上的接收天线
收音机内的 接收装置就 是一个简单 的调谐电路
六、无线电波的接收
我们生活的 空间布满了 强弱不同的 电磁波,我们 又如何选出 自己所需的 无线电波呢?
电波的多径传播
发射端
散射
反射
衍(绕)射
接收端
快衰落
阴影
散射
多径传播使得接收信号的幅度和相位会产生快速 变化，称为快衰落。克服方法主要是各种分集方 式。
慢衰落
慢衰落（阴影衰落） 由于建筑物、地形起伏等障碍物对传播路径的阻挡， 在障碍物后面会形成“阴影区”，造成接收信号强 度缓慢变化，称为慢衰落。克服方法主要是加大发 射功率，增加接收灵敏度。
4.利用无线电波可以传递各种信号 问题：我们要传递的信号不是高频振荡电流，而是一些 低频信号（如：声音信号频率只有几百至几千赫兹，图 象信号频率也不过上万赫兹），它能把直接发射出去？
为了传送声音、文字、图象等信号，首先要把传递的 信号转变成电信号。但这种电信号的频率较低，不能 直接发射出去，需要将这种低频电信号加到高频振荡 电流上发射出去。
另外也有人做微波使鱼眼变白的实验， 将鱼眼睛放入微波炉中，照射微波九秒 後观察鱼眼睛的变化。发现微波使鱼眼 睛煮熟了。 而当人的眼晴暴露在微波中， 人眼晴中的水晶体也会和鱼眼睛一样变 白，於是再也看不见东西了，这就是所 谓的白内障。 因此当妈妈使用微波炉煮点心时， 小朋友千万不要在微波炉的玻璃门外看 着，以免视力会越来越差。
• 使用绿色手机。 GSM标准的手 机的辐射标准为0.6～2瓦，而 采用CDMA技术的手机其辐射标 准要小得多，所以CDMA手机被 称作绿色手机。
电磁污染
电磁污染 基本上是两大类：一是自然界所固 有的；再就是人在利用电磁能时形成的．
目前在人类的生存环境中，自然界固有的电磁 辐射的影响已相对较小，人为的电磁辐射的影 响却在迅速增大．在我国近十几年来电磁辐射 的影响更是爆炸性的增强，“电气烟雾”弥漫 在我们周围．
双绞线
卫星
光纤
同轴电缆
地面微波
海事 调幅 无线电 无线电
调频 移动 无线电 无线电
电视
波段
LF MF HF VHF UHF SHF EHF THF
波段名称
长波 (LW） 中波 (MW)
波长范围
频率范围
频段名称
1000~10000 m
100~100 0m
30 ~300KHz 300KHz~3M
低频 （ＬＦ）
微直波射波（微波信号的传播方式）
波长≤10m的电磁波,不再适用电离层传播，而是沿空 间直线传播，利用直射和反射实现电磁波的传播。 通常，50米高的天线通信距离约50公里。
卫星通信
卫星
卫星
地球表面
多点接收
发送
多点接收
中国试验通信卫星“东方红2号” 中国实用通信广播卫星
无线电波的传播
理想情况下，无线信号在从发射器到接收器间的 一条直线上传播。
3 ~3０G 30 ~300G
高频 （HＦ）
甚高频 （ＶHＦ） 特高频 （ＵＨＦ）
超高频 （ＳＨＦ）
极高频 （ＥＨＦ）
广播、通信
电视广播、调频广 播、雷达
移动通信、中继与卫 星通信、电视广 播、雷达
中继与卫星通信、 雷达
微波通信、 雷达
长波
中波
短波
超短波
微波
二、无线电波的传播方式
知识拓展
微波炉的微波也是很强的电磁波，有人曾经 做过实验，发现微波抑制了植物的生长！这 个实验是将4盆绿豆苗分别放入微波炉中照 射微波5秒、10秒、15秒、20秒後，移出置 於空旷处。另外一盆完全不照射微波做为实 验控制组。 观察这5盆绿豆芽每天的生长进度，发现 不受微波照射的实验控制组，绿豆苗生长正 常。经微波照射过後的植物，只有照射5秒 的一盆尚有存活力，其他一概陆续枯萎，可 见微波对生物的杀伤力。虽然如此，微波过 的食物仍可食入，绝不会吃进微波的！
电磁波可能造成的伤害
• 手机释放的电磁辐射对脑细胞的影 响
• 电磁辐射的遗害会不断累积﹐在十 至十五年后﹐很可能出现更多因手 机普及而导致的癌症病例
• 电磁辐射对胎儿的发育起到极大的 影响。容易导致胎儿畸形和发育不
手机危害的预防
移动电话接通瞬间释放的电磁波容易产 生不好的影响，所以移动电话响时，一 秒后再听手机。
天线的基本原理
传输线中 的电信号 转化成自 由空间的 电磁波
Blahbal h blahblah
什么是天线？
有效的接 收或发射 电磁波
2.采用什么手段可以有效的向外界发射电磁波？ 改造LC振荡电路——由闭合电路成开放电路（如图）
＋＋＋＋ －－－－
＋＋＋＋ －－－－
3.发射无线电波的装置：
为了使开放电路中产 生振荡电流，常用如图 所示的方法，使振荡器 的线圈L2靠近开放振荡 电路的线圈L1 。wenku.baidu.com振荡 器中产生高频振荡电流 时，由于互感作用，就 可以在开放振荡电路中 产生相同频率的振荡电 流，这种方法叫做感应 耦合。
问题讨论: 为什么不同波段的无线电电波采用 不同的传播方式?
地波传输（长波、中波信号的传播方式）: 沿地球弯曲表面传播，适用于波长在200m以上的中、 长波。 由于大地表面是导体，当电磁波在其表面传播时， 一部分能量将被损耗掉，且频率越高，损耗越大。
天波传输（短波信号的短传波播方式）：
适用于10m-200m的短波。 电磁波到达电离层后，一部 分能量被吸收，一部分被反射、折射到地面。当频率升 高时，电磁波被电离层吸收的能量增加，当频率升高超 过一定值时，电磁波将会穿过电离层，不再返回地面。
多普勒频移
当接收端与发射端之间存在相对运动时，接收端接收到 的信号频率与发射端的信号频率不相同，这种现象称为 多普勒效应，接收频率与发射效率之差称为多普勒频移。
多普勒频移
频移大小和相对速度成正比，相对速度越快，频偏越大；频 偏越大，数据误码率就越高
若接收端朝向发射端方向运动，则多普勒频移为正（接收信 号 频率上升）；反之若接收端背向发射端方向运动，则多 普勒频移为负（接收信号频率下降）
作为人造电磁辐射源，它还涉及很多方面，例 如，广播电台、电视台、雷达、导航、通信、 射电天文、气象预测、医疗设备中的电针炙、 核磁共振等，宇航方面的各种飞行器等电子设 备都会辐射电磁波，家庭中使用的微波炉、红 外烤箱等家用电器，也都会产生电磁辐射．
生活环境中充满了电磁波，只要是使用电 的电器用品，都会放出电磁波。墙壁中看 不见的电线，也会使电磁波检测笔哔哔叫。 所以睡觉时不要太靠近装有电线的墙壁， 以免因电磁波影响而无法好好睡一觉。 而现代人人手一手机，它的电磁波其 实是很强的。在电脑前拨通手机，大家往 往会发现电脑萤幕闪铄不已。又在打开的 收音机前拨通手机，收音机也受到很大的 干扰。
信号 载波
调频波优点： 振幅不变，抗干扰能力 强，失真较小。
缺点：接收机结构复杂，服务半 径比较小。
调幅（ AM ）波与调频（ FM ）波
四、调制信号源
1．传真 传真是利用无线电波传送图片、书信等静止图像的方法。
原理：画面上不同点反射明暗不同的光，通过光电管， 转化为强弱不同的电流，调制到高频等幅振荡电流上发 送出去。接收处通过辉光管，把强弱不同的电流还原为 明暗不同的光。通过感光纸还原为原来的信号。
实际情况下，由于障碍物等环境的影响，无线信 号的传播将发生反射、衍射和散射三种现象。
反射：当信号遇到表面大于信号波长的障碍物（地 球表面、高建筑物、大型墙面）产生。
衍射
衍射：当信号遇到大于波长的不可穿透物的边缘 （如尖锐不规则的边缘物）产生。
散射
散射：当信号遇到比波长更小的物体（如树叶、 街牌、灯柱）时产生。
这种把低频电信号加载到高频振荡电流（载波）上 的过程叫做调制。
常用的调制方式有调幅和调频两种：
1、调幅：调幅是用信号的高低变为幅度的变化的电信号 ，
这种调制叫做调幅，用AM表示。传输距离较远，但受天 气因素影响较大，适合省际电台的广播。
信号
载波
调幅波
2、调频：使电磁波的频率随信号改变，这 种调制方式叫做调频。用FM表示。 调频波
三、无线电波的发射
1.有效的向外界发射电磁波的条件是什么？
⑴ 要有足够高的振荡频率，因为频率越高，发射电 磁波的本领越大。 ⑵ 振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空 间，才有可能有效的将电磁场的能量传播出去。
（3）减小电感和电容，提高振荡频率。
（4）增大电容器极板距离，既能提高振荡频率，又 能扩大辐射空间。
2．电视 电视是利用无线电波传送活动的图像。
原理：由摄像管将景物反射的明暗不同的光转换成强弱不 同的电流，即形成图像信号，然后调制到高频振荡电流上 发送出去。在接收端，显像管的电子枪受电信号的控制， 发射强弱不同的电子束，并且用与摄像管的电子枪相同的 方式和步调进行扫描，还原成原来的活动图像。
3．雷达 雷达是利用无线电测定物体位置的设备。 原理：从雷达站的天线向一定方向发射不连续的微波， 遇到障碍物后被反射回来被天线接收。根据发出的和收 到的两个波的时间间隔，就可测知障碍物的距离。
无线通信的概念
利用电磁波的辐射和传播，经过空间传送信息的 通信方式称为无线电通信，简称无线通信。
我们身边有哪些无线通信应用
无线通信的发展
1837年 莫尔斯电码
1876年 贝尔发明了电话
1895年意大利人马克尼和俄国人波波夫利用电磁波实现了无线通信
无线电波段划分
无线 电波传播基础
无线电波的传播
中频 （ＭＦ）
主要传播 方式和用途
越洋通信 远距离导航
船用通信、飞行通信 广播、业余无线电
通信、
短波 (SW)
超短波 (VSW)
分米波 微 (USW) 波
厘米波 (SSW)
毫米波 (ESW)
１０ ~ １００m １ ~１０
m
１０ ~ １００cm
１~ １０cm 1 ~10mm
3 ~3０M 30 ~300M 300MHz~3G
电磁泄密
磁泄露造成泄密 电磁辐射除了造成无法 清理的磁污染外，低强度的电磁泄露会 带来意想不到的麻烦．
法国某公司机要室附近停了一辆机动车， 车内配备有电磁传感器、高灵敏度接受 机和简易信息处理系统．车内电子探测 系统与机要室的电脑信息网络之间无任 何信息传输通道．奇妙的是，车内的显 示荧屏上展示的图文信息，居然与机要 室微机荧屏上显示的信息完全一样．
无线电波的干扰
一．无线电波段的划分
一般将频率低于3×1012Hz的电磁波称为无线电波
f( ) 100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024
Hz
无线电 微波
红外线
X射线
射线
可见光 紫外线
f(Hz)104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016
电磁波这麽可怕，我们该怎麽预防 呢？ （一）拔掉插头可防止电磁波： 电器 用品不使用时，最好将插头拔掉，避 免室内环境受到电磁波的侵害。 （二）保持距离可减少电磁波： 没错， 距离越远，电磁波强度越弱。所以在 使用电器用品像电脑、电视、电风扇、 吹风机、微波炉、电磁炉时，都要远 离这些电器用品，以策安全。