无线电基础

无线电基础知识

4.1 无线电频段的划分 4.2 信号 频谱 带宽4.3 传输线

P158 电磁波的波长与频率之间的关系？反比 λ= c/f λ波长c 光速 f 频率

P159 频率高低排列：X 射线>可见光>无线电波

高频率 ← EHF SHF UHF VHF HF MF LF VLF ELF → 长波长

P160频谱指什么？幅谱和相谱的总称。频谱描述的是（频率和幅度的大小）

将各正弦分量的幅度按照其频率的高低依次排列，得到振幅频谱，简称幅谱。

将各正弦分量的初相位按照其频率的高低依次排列，为相位频谱，简称相谱。

P162 将传送信号所必须的频率范围成为信号的带宽

P163 电话通信：3kHz ；传输高品质音乐需要（传输带宽高）：30 Hz ~ 16 kHz ；超短波无线电广播：150 kHz ；电视的每个频道：7 ~ 8 MHz .

P165 λ>> L ,短线。短线适用于集中参数电路。当λ≈L ，长线。长线适用于分布参数电路。

P167 如果把传输线上的分布电容和分布电感看成是均匀分布的，为均匀无损耗电路。

P167传输线上的特性阻抗？Zc = C L

传播速度：V = LC

1 P168为什么飞机上用同轴光缆？电阻损耗小，辐射损耗低。

P170 在传输线上导致能量消耗的是？“分布电阻”。传输线越长，电阻越大，损耗越大。这种损耗可以通过放大器加以解决。

P168 传输线的种类：平行双线传输线（200MHz 以下）、同轴传输线（3GHz ）。

P171 同轴传输线只能传输3GHz 以下的信号，高于3GHz 由波导来传输。

P172 当R L =Z C 时，传输线上为什么波？ 只有入射波，没有反射波。高频信号呈波浪式地向终端传播，并且电能全部传输到负载上，这种状态称为行波状态。（传输信号源的能量必须采用行波状态。）

P176 当R L ≠Z C 时，传输线上为什么波？（行-驻波，选项只有 混合波）

P174 λ/4 的短路线相当于并联谐振，阻抗为无穷大；小于λ/4 的短路线相当于电感。

λ/4 的开路线相当于串联谐振，阻抗为零；小于λ/4 的开路线相当于电容。

P175 电压驻波比 VSWR : 传输线上相邻电压波腹与电压波节之比。 VSWR = ur uf ur uf -+

uf 入射波电压 ur 反射波电压

R L = Z C ur = 0 ，VSWR = 1，行波状态。

R L ≠Z C VSWR > 1 ,行--驻波状态。

R L = 0或∞ ，uf = ur ，VSWR = ∞ ,驻波状态。

实际传输线的VSWR（大于1）。

P177 在波导中传输电磁波的波长应小于（宽边）的两倍λ< 2a

P180 矩形波导中最常用的一种横电波是 TE10

电磁波能量向前传送的实质是（分布L和C充放电过程）。

4.4 电磁波与天线

P180 电磁波在波导里的传播方式：窄壁斜反射而曲折前进

P187 电磁波在空间任意点的电场向量与磁场向量垂直，并与传播方向垂直叫什么波？横电磁波。在空间中传播的电磁波为（横电磁波或TEM波）

P188 电磁波在真空传播的速度？光速

P188 水平极化：极化波的电场与地面平行；垂直极化：电场与地面垂直。

电磁波的极化方向是（电场方向）。

P189 电磁波只能在绝缘体中传播而不能在导体中传播。射向导体全反射。

无线电波的传播方式可分为天波，地波，空间波和散射波。

P190 地波（表面波）：最佳辐射波是垂直极化波，使用频率一般低于2MHz。

地面导电系数越小、电磁波频率越高，损耗越大。中波主要利用地波传播。

P190 天波：由电离层反射到接收点。短波主要利用天波传播。

电离层对电磁波的折射与电磁波频率、电离层的电子密度及入射角有关。频率高不易折射，容易穿透。电子密度越大，越易折射；入射角越大，越易折射。

P192 空间波：沿视线直接传播到接收点。包括直达波和地面反射波。超短波是利用空间波来传播的。

P193 电磁波传播特点

超长波(VLF)、长波(LF)用地波和天波为主。传输稳定距离远。由于波段窄不能容纳大量电台。这两个波段天波干扰最大。由于超长波还可以深入水下一定距离，可供潜艇导航用。

中波（MF）地面对中波的吸收比长波大，所以地波传输比长波的距离近。白天电离层对中波吸收较大，因此，白天中波不能用来有效的传播。夜间电离层对的吸收大为减小，因此，夜间中波的天波可以比地波传播的更远。中波以地波传播方式为主。无线电罗盘使用中长波波段。

短波（HF）主要利用天波传播。受电离层变化影响特别明显，导致传播不稳定，产生衰减现象。短波有时会出现静区。

超短波（VHF）只能利用空间波传输。地波衰减快，天波穿透电离层。受天线干扰小，保密性好。

我们把张角为180°的λ/4开路线作为天线或组成天线的基本单元。

发射天线和接收天线的摆放方向应该在同一极化方向上，这样接收信号最强。

天线的种类：半波振子（偶极）天线，垂直天线，环形天线，引向天线，平板缝隙天线。

1. 半波振子天线向外辐射的是水平极化波。通过天线的平面内其方向图呈“8”字形。应用在机载无线电高度表。半波振子天线在与天线平行平面内的辐射是具有方向性的；在与垂直平面内的辐射是全向的，无方向性的。

2. λ/4垂直天线在水平平面内的辐射是全向的，是无方向性的辐射图形。

调幅（AM）广播电台使用的就是垂直天线。一些广播电台的天线周围的地面上铺设有金属导电网，这一金属网称为地网，它产生镜像效应，使天线的总辐射功率增强。

在飞机上，垂直天线的应用也相当广泛，工作在VHF上的一些机载无线电设备常采用刀形天线。这种类型的天线相当于1/4波长的垂直天线。刀形天线的应用：VHF通信系统，DME、应答机等。频率越高，天线的尺寸越小。

3.环形天线的特点：环形的直径（对角线）远小于信号的波长。

环形天线的方向图是“8”字形。应用在机载ADF接收机上。

4.引向天线是一种常用的米波和分米波天线，它具有结构简单、方向性好、频带宽等特点。电视室外接收天线几

乎都是引向天线。安装于跑道的航向/下滑天线和指点信标的地面台天线就是由引向天线阵构成的。

引向天线通常由有源半波振子天线再附加反射器和引向器构成。有源半波振子天线作为驱动单元。反射器的作用是将驱动单元的辐射能量反射回去，使另外一个方向上的辐射强度加强。引向器的作用是将驱动单元的辐射能量在某一方向上加强。

加入反射器和引向器后，使引向天线的方向性增强。引向器越多，方向性越强。但实际上，一般最多有12个引向器。

5. 气象雷达天线：平板缝隙天线，具有良好的方向性。

天线参数：天线增益（G），波瓣张角a，前后比。

1. 天线增益：反映其主要辐射方向上所产生的场强大小。它是一个相对值，一般以半波振子天线作为参考。天线在主要辐射方向上的有功功率PF与半波振子天线主要辐射方向上的有功功率PD之比的对数。单位：dB。公式：G=10logPF/PD。如果用电压之比计算，则为:G=20logUF/UD。

2. 波瓣张角a：在水平或垂直辐射方向上，辐射场强沿波瓣的走向逐渐下降，在下降到70.7%（两个半功率点）的两个点与天线中心的连线之间的夹角a称为波瓣张角。显然，该角越小，天线的方向性越强，天线辐射的能量越集中。

3. 前后比：主辐射方向上的功率或电压PF（UF）与反方向上的功率或电压Pr（Ur）之比的对数。单位：dB。

公式：r=10logPF/Pr r=20logUF/Ur

4.5 无线电发射机

P204 发射机的基本组成：振荡，调制，放大器

P205 高频振荡器产生高频信号做载波。

将低频信号附加在高频载波上的过程成为调制。