无线电通讯系统【精品.doc】

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1、~~~第五章「無線電通訊系統」~~~************************************************************************1.電磁波的特性和應用1.1電磁波(electromagneticwave)有很多種類，包括【無線電波】、微波、紅外光、可見光、紫外光、X光和伽瑪射線等，它們的本質基本相同。1.2不同種類的電磁波的應用：電磁波頻率範圍應用無線電波104Hz~3×107Hz無線電廣播、電視廣播、手提電話通訊微波3×107Hz~3×1011Hz衛星通訊紅外光3

2、×1011Hz~3.75×1014Hz防盜裝置、搖控裝置可見光3×1014Hz~7.5×1014Hz一般光線(紅、橙、黃、綠、青、藍、紫)紫外光7.5×1014Hz~3×1016Hz殺菌、消毒X光3×1016Hz~3×1020Hz醫療裝置伽瑪射線3×1020Hz~3×1023Hz科學研究1.3電磁波在真空中傳播的速度(又稱波速)為3×108米/秒(ms－1)。1.4電磁波的波長(wavelength)是指它在每週傳播的距離(如下圖所示)，以λ表示，單位為米。1.5就電磁波的性質來說，電磁波的傳播速度(v)、頻率(f)

3、和波長(λ)有一定的關係，用如下公式表示：公式15-9小小挑戰w練習題1─電磁波的特性一電磁波的頻率為500kHz，問波長是多少？____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4、_______________________________________________!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!1.無線電波的傳送2.1收音機中的聲音是由無線電波(radiowave)傳播而來的。無線電波是傳播能量的一種形式，例如在一個平靜的水面上浮著一片葉子，這時葉子是停著的，如果我們把一顆石子投進水裡，水面上立即會泛起水波紋，一圈一圈的向四面傳播，這塊葉子就隨著水的波紋上下起伏。同樣的道理，電波也就是傳播電能的，因為不用導線來傳輸的，故稱為無線電波。2.2無線電波能傳播哪

5、一些電能呢？凡是一切能放射的電能都可由無線電波傳播到空間裡去。哪些電能可以放射呢？凡是每秒一萬週以上的交流電能都是比較容易放射的。週率越高的電能就越易放射。2.3無線電波在空中傳播的速度是非常快速的，它的速度和光速一樣高達每秒鐘三十萬公里(3×108米/秒)，這個長度等於環繞地球約七圈半的距離。所以無線電波一經發射，人們立即可在收音機中收到，就好像老遠的火光一閃，人們馬上就可看到一樣。2.4當無線電波向天空發射，它時會反射回來的。因為離開地面以上大約五、六十公里至八、九百公里的空際，有一層帶電的大氣層叫「電離層」，它

6、能把一部份的無線電波反射下來，使它回到地面，就好像鏡子把光線反射回來一樣。但是也有一部份電波被電離層吸收了，又有一部份無線電波穿過電離層一直向上跑掉了。經過電離層反射下來的無線電波，已不像原來那樣強。它碰到了地面，又會反射上去，接著又被電離層第二次反射下來。這樣循環進行，一直到無線電波的能量全部被消耗掉為止(如下圖示)。地球電離層發射訊號接收訊號5-91.無線電通訊系統3.1一般而言，無線電波通訊系統是由訊息源、傳送器、通道(雜訊)接收器及受信端所組成的。其中訊息源泛指任何能產生或選擇信息及資訊的來源，而傳送器主要在

7、將信息，作適當編碼或「調制」以使訊息適合作長距離傳輸。通道指的是傳送器之輸出信號的傳輸至接收端的媒介，可能是導線或者可供電磁波傳播的空間等。通常信號在通道傳輸，多少都會受到外在能量(即雜訊)的干擾，使信號因而失真(如下圖示)。2.調制(Modulation)4.1一般低頻的信息訊號，特別是聲音訊號作無線傳輸者，都不適合作直接信號發射，原因有二：(1)一般聲頻信號頻率處於20Hz~20KHz之間，若要作有效率的發射與接收，以實用的四分之一波長天線而言，天線長度會超過3000公尺以上，顯然，如此長的垂直天線不太實際。(2

8、)由於一般聲頻信號頻率接近，若不同來源的聲頻信號一起發射，則所有信號不但不容易區隔開來，更容易混合在一起。4.2「調制」的作用旨在克服上述兩項問題。方法是將傳送的聲頻或低頻信號加上不同高頻載波，使輸出的合成射頻信號，其波幅，頻率或相位其中一項，依信號電壓大小而變化，再發射出去。這樣既可縮短天線的有效長度，亦可區隔開不同來源的信號。4.3信號在傳