原发布者:期待未来的美好
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/fλ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←→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):30Hz~16kHz;超短波无线电广播:150kHz;电视的每个频道:7~8MHz.P165λ>>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=传播速度:V=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RL=ZC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
【天线原理】一、天线工作原理与主要参数天线是任何一个无线电通信系统都不可缺少的重要组成部分。
合理慎重地选用天线,可以取得较远的通信距离和良好的通信效果。(一)天线的作用各类无线电设备所要执行的任务虽然不同,但天线在设备中的作用却是基本相同的。
任何无线电设备都是通过无线电波来传递信息,因此就必须有能辐射或接收电磁波的装置。所以,天线的第一个作用就是辐射和接收电磁波。
当然能辐射或接收电磁波的东西不一定都能用来作为天线。例如任何高频电路,只要不是完全屏蔽起来的,都可以向周围空间或多或少地辐射电磁波,或者从周围空间或多或少地接收到电磁波。
但是,任意一个高频电路并不一定能作天线,因为它辐射和接收电磁波的效率很低。只有能够有效地辐射和接收电磁波的设备才有可能作为天线使用。
天线的另一个作用是”能量转换”。大家知道,发信机通过馈线送入天线的并不是无线电波,收信天线也不能直接把无线电波送入收信机,这里有一个能量的转换过程,即把发信机所产生的高频振荡电流经馈线送入天线输入端,天线要把高频电流转换为空间高频电磁波,以波的形式向周围空间辐射。
反之在接收时,也是通过收信天线把截获的高频电磁波的能量转换成高频电流的能量后,再送给收信机。显然这里有一个转换效率问题。
天线增益越高,则转换效率就越高。(二)天线的分类天线的形式繁多,按其用途可以分为发信天线和收信天线;按使用波段可以分为长、中、短、超短波天线和微波天线、微带天线等。
此外,我们还可按其工作原理和结构来进行分类。为便于分析和研究天线的性能,一般把天线按其结构形式分为两大类:一类是半径远小于波长的金属导线构成的线状天线,另一类是用尺寸大于波长的金属或介质面构成的面状天线。
线状天线主要用于长、中、短波频段,面状天线主要用于厘米或毫米波频段;甚高频段一般以线状天线为主,而特高频段则线、面状天线兼用。 线状天线和面状天线的基本工作原理是相同的。
(三)天线的工作原理天线本身就是一个振荡器,但又与普通的LC振荡回路不同,它是普通振荡回路的变形。图1-9示出了它的演变过程。
图中LC是发信机的振荡回路。 如图1-9(a)所示,电场集中在电容器的两个极板之中,而磁场则分布在电感线圈的有限空间里,电磁波显然不能向广阔空间辐射。
如果将振荡电路展开,使电磁场分布于空间很大的范围,如图1-9(b)、(c)所示,这就创造了有利于辐射的条件;于是,来自发信机的、已调制的高频信号电流由馈线送到天线上,并经天线把高频电流能量转变为相应的电磁波能量,向空间辐射,如图1-9(d)所示。 电磁波的能量从发信天线辐射出去以后,将沿地表面所有方向向前传播。
若在交变电磁场中放置一导线,由于磁力线切割导线,就在导线两端激励一定的交变电压——电动势,其频率与发信频率相同。若将该导线通过馈线与收信机相连,在收信机中就可以获得已调波信号的电流。
因此,这个导线就起了接收电磁波能量并转变为高频信号电流能量的作用,所以称此导线为收信天线。无论是发信天线还是收信天线,它们都属于能量变换器,“可逆性”是一般能量变换器的特性。
同样一副天线,它既可作为发信天线使用,也可作为收信天线使用,通信设备一般都是收、发共同用一根天线。 因此,同一根天线既关系到发信系统的有效能量输出,又直接影响着收信系统的性能。
天线的可逆性不仅表现在发信天线可以用作收信天线,收信天线可以用作发信天线,并且表现在天线用作发信天线时的参数,与用作收信天线时的参数保持不变,这就是天线的互易原理。 为便于讨论,常将天线作为发信天线来分析,所得结论同样适用于该天线用作收信天线的情况。
(四)天线的主要参数1。天线效率天线效率为天线辐射功率Pr与天线输入功率Pin(辐射功率与天线内所消耗的功率Ps之和)之比。
即 上式还可用天线输入端的辐射电阻Ro和损耗电阻Rs表示,即 可见,要提高辐射效率,应设法增大辐射电阻和减小损耗电阻。2。
方向性系数为了定量表示天线辐射功率在空间的集中程度,我们采用方向性系数D,并定义如下:在相同的辐射功率下,天线产生于某点的电场强度的平方E2与点源天线(无方向性辐射源)在该点产生的电场强度平方Eo2之比,叫做该天线在该点方向的方向性系数,即 Prz和PDZ分别表示该天线与点源天线的辐射功率。 由定义可知,由于天线在各个方向辐射强度不同,方向性系数D也不同,一般所讲的某天线的方向性系数,都是指最大辐射的方向性系数(除注明方向),并且实际天线的方向性系数都是大于1的。
3。增益系数天线增益系数等于天线效率η与其方向性系数D的乘积,即G=ηD。
天线增益比天线方向性系数更全面地反映了天线的性质。天线增益不仅考虑了方向性引起的场强变化,还考虑了天线效率对场强的影响。
天线增益系数一般可用分贝(dB)表示,即G(dB)=10logG。 在工程上,人们常把上述定义的增益称为“绝对增益”,而把相对于某一特定的作为参考标准的天线增益称为“相对增益”。
4。方向图一个发信天线向空间各。
无线电是指在自由空间(包括空气和真空)传播的电磁波,其频率 300GHz 以下 (下限频率较不统一, 在各种射频规范书, 常见的有三 3KHz~300GHz, 9KHz~300GHz, 10KHz~300GHz)。
无线电技术是通过无线电波传播信号的技术。 无线电技术的原理在于,导体中电流强弱的改变会产生无线电波。
利用这一现象,通过调制可将信息加载于无线电波之上。当电波通过空间传播到达收信端,电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。
通过解调将信息从电流变化中提取出来,就达到了信息传递的目的。 麦克斯韦最早在他递交给英国皇家学会的论文《电磁场的动力理论》中阐明了电磁波传播的理论基础。
他的这些工作完成于1861年至1865年之间。 海因里希·鲁道夫·赫兹(Heinrich Rudolf Hertz)在1886年至1888年间首先通过试验验证了麦克斯韦尔的理论。
他证明了无线电辐射具有波的所有特性,并发现电磁场方程可以用偏微分方程表达,通常称为波动方程。 1906年圣诞前夜,雷吉纳德·菲森登(Reginald Fessenden)在美国麻萨诸塞州采用外差法实现了历史上首次无线电广播。
菲森登广播了他自己用小提琴演奏“平安夜”和朗诵《圣经》片段。位于英格兰切尔姆斯福德的马可尼研究中心在1922年开播世界上第一个定期播出的无线电广播娱乐节目。
发明 关于谁是无线电台的发明人还存在争议。 1893年,尼科拉·特斯拉(Nikola Tesla)在美国密苏里州圣路易斯首次公开展示了无线电通信。
在为“费城富兰克林学院”以及全国电灯协会做的报告中,他描述并演示了无线电通信的基本原理。他所制作的仪器包含电子管发明之前无线电系统的所有基本要素。
古列尔莫·马可尼(Guglielmo Marconi)拥有通常被认为是世界上第一个无线电技术的专利,英国专利12039号,“电脉冲及信号传输技术的改进以及所需设备”。 尼科拉·特斯拉1897年在美国获得了无线电技术的专利。
然而,美国专利局于1904年将其专利权撤销,转而授予马可尼发明无线电的专利。这一举动可能是受到马可尼在美国的经济后盾人物,包括汤玛斯·爱迪生,安德鲁·卡耐基影响的结果。
1909年,马可尼和卡尔·费迪南德·布劳恩(Karl Ferdinand Braun)由于“发明无线电报的贡献”获得诺贝尔物理学奖。 1943年,在特斯拉去世后不久,美国最高法院重新认定特斯拉的专利有效。
这一决定承认他的发明在马可尼的专利之前就已完成。有些人认为作出这一决定明显是出于经济原因。
这样二战中的美国政府就可以避免付给马可尼公司专利使用费。 1898年,马可尼在英格兰切尔姆斯福德的霍尔街开办了世界上首家无线电工厂,雇佣了大约50人。
无线电的用途 无线电的最早应用于航海中,使用摩尔斯电报在船与陆地间传递信息。现在,无线电有着多种应用形式,包括无线数据网,各种移动通信以及无线电广播等。
以下是一些无线电技术的主要应用: 通信 声音 * 声音广播的最早形式是航海无线电报。它采用开关控制连续波的发射与否,由此在接收机产生断续的声音信号,即摩尔斯电码。
* 调幅广播可以传播音乐和声音。调幅广播采用幅度调制技术,即话筒处接受的音量越大则电台发射的能量也越大。
这样的信号容易受到诸如闪电或其他干扰源的干扰。 * 调频广播可以比调幅广播更高的保真度传播音乐和声音。
对频率调制而言,话筒处接受的音量越大对应发射信号的频率越高。调频广播工作于甚高频段(Very High Frequency,VHF)。
频段越高,其所拥有的频率带宽也越大,因而可以容纳更多的电台。同时,波长越短的无线电波的传播也越接近于光波直线传播的特性。
* 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、网址、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话音电台应用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伴音的16KHz带宽,保真度上不得不作出牺牲。 * 民用或军用高频话音服务使用短波用于船舶,飞机或孤立地点间的通讯。
大多数情况下,都使用单边带技术,这样相对于调幅技术可以节省一半的频带,并更有效地利用发射功率。 * 陆地中继无线电(Terrestial Trunked Radio, TETRA)是一种为军队、警察、急救等特殊部门设计的数字集群电话系统。
电话 * 蜂窝电话或移动电话是当前最普遍应用的无线通信方式。蜂窝电话覆盖区通常分为多个小区。
每个小区由一个基站发射机覆盖。理论上,小区的形状为蜂窝状六边形,这也是蜂窝电话名称的来源。
当前广泛使用的移动电话系统标准包括:GSM,CDMA和TDMA。运营商已经开始提供下一代的3G移动通信服务,其主导标准为UMTS和CDMA2000。
* 卫星电话存在两种形式:INMARSAT 和 铱星系统。两种系统都提供全球覆盖服务。
INMARSAT使用地球同步卫星,需要定向的高增益天线。铱星则是低轨道卫星系统,直接使用手机天线 电视 * 通常的模拟电视信号采。
一、掌握各种无线电元器件,如电阻器、电容器、电感线圈、变压器、电声器件、晶体管、电子管、集成电路及接线元件的符号和外形图等到基础知识:学会检测无线电元器件的方法,利用万用电表一或配合一些简单的电子线路,即可检测常有无线电元器件(如电阻、电容、晶体管、场效应管、集成电路、可控硅、扬声器、磁头、变压器等)的好坏及主要性能。
二、掌握无线电波传播基础知识与基本概念,无线电波频率范围,电磁波在大气层、对流层、电离层及空间各种环境下传播的基础理论、遥感等应用直接有关的天线、电磁波散射等内容。主要内容包括三大部分:电动力学概要,电磁波的基本特性,狭义相对论;天线理论概要,地波传播,电磁波在对流层中的传播;高空大气物理概要,等离子体物理概要,电离层中波的传播,长波和超长波传播,卫星通信电波传播等基本知识。
三、掌握认知无线电的背景、应用当今认知无线电技术、理解认知无线电未来的发展趋势。开展无线电活动、培养自已兴趣爱好、以及动手能力。四、最后祝愿你成为一名无线电专家!
一、如果是毫无基础,那么没有别的办法,要好好补补。无线电基础:
电路
低频
高频
注意,选书的时候不要选大学的教材,选职高的,因为更通俗易懂些。
二、无线电的原理有个朦胧印象以后,就得学会元件识别,最后是小制作。外面不少无线电入门的书都有元件识别的内容。小制作选项可参考一下大学(职高)的课程设计,其涉及的内容一般都是基础而合理的。注意循序渐进,先选择最最简单的。一开始,最好选择套件,而不必自己单个购买元件。最后,应该上升到自己能设计、制作基本电路。在此过程,一是检验书本知识,二是加深对理论的认识。
三、可以根据自己的方向,好好发展了。
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