通信概论第2章2011

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1、第二章无线通信的频率与频段划分无线电的发明傅立叶级数无线电频谱的特点无线电频谱的划分无线电频谱的开发利用电流的磁效应奥斯特HansChristianOersted1777～1851丹麦物理学家。1820年，奥斯特在课堂上实验时偶然发现了电能产生磁。1.无线电是如何发明的？实验表明：任何导体中有电流通过时，其周围空间会产生磁场，这种现象叫做电流的磁效应。1.无线电是如何发明的？安德烈·玛丽·安培（André-MarieAmpère，1775—1836）法国物理学家、化学家发现了右手螺旋定则、安培定律右手螺旋定则：右手握住通电螺线管，四指弯曲与电流方向一

2、致，大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。2.1引言1.无线电是如何发明的？迈克尔·法拉第MichaelFaraday1791-1867英国物理学家通信作为电信始于1831年法拉第电磁感应2.1引言1.无线电是如何发明的？电磁感应现象2.1引言1.无线电是如何发明的？贝尔（Bell）1847.3.3～1922.8.2英国发明家1875年发明多路电报1876年发明电话2.1引言1.无线电是如何发明的？电话工作原理：发话者声带的振动激励空气振动，形成声波。声波作用于送话器，产生电流。话音电流沿着线路传送到对方电话机的受话器内。受话器把电流转化为声波，通过

3、空气传至人耳。1.无线电是如何发明的？1873年麦克斯韦电磁场理论物理发现詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（JamesClerkMaxwell1831--1879)建立麦克斯韦方程组创立统计物理学系统、完善地阐述了经典电磁理论建立卡文迪什实验室1.无线电是如何发明的？磁磁磁磁电电电电麦克斯韦方程变化的磁场产生电场电荷的流动产生磁场1.无线电是如何发明的？赫兹之手赫兹1887年验证了麦克斯韦理论无线电是如何产生的？1.无线电是如何发明的？伽利尔摩·马可尼GuglielmoMarcheseMarconi1874.4.25-1937意大利电气工程师、发明家无线电技

4、术的发明人1897年建立无线电报公司1899年首次实现英法无线通信1909年获得诺贝尔物理学奖1916年实现短波无线电通信1929年建立世界性无线通信网1.无线电是如何发明的？空中的数字无线电波HOWAREYOU!1001000100111110101111000001……….ASKFSKPSK100010011.无线电是如何发明的？波长：同一时刻，空间的波动的波峰之间的长度（单位：米）振荡周期：空间一点，无线电场强从最高到低回到最高的时间（单位：秒）同一时刻空间一点tT波长周期频率光速1.无线电是如何发明的？早期的无线电互相干扰无法通信____使用

5、了相同的频谱1.无线电是如何发明的？1777年父母双亡，被当地教堂收养1794年到巴黎，高等师范学校的首批学员1798年随拿破仑远征埃及时任军中文书1801年回国后任伊泽尔省地方长官1807年向巴黎科学院呈交《热的传播》论文傅里叶级数理论由此创始1817年当选为科学院院士1822年在《热的分析理论》中解决了热在非均匀加热的固体中分布传播问题任该院终身秘书(JeanBaptisteJosephFourier,1768－1830)傅立叶法国数学家物理学家2.傅立叶级数的科学意义是什么？2.傅立叶级数在无线电通信中如何体现？傅立叶的两个最主要的贡献——“周

6、期信号都可表示为谐波关系的正弦信号的加权和”——傅里叶的第一个主要论点“非周期信号都可用正弦信号的加权积分表示”——傅里叶的第二个主要论点2.2傅立叶级数与无线电频段的划分2.傅立叶级数在无线电通信中如何体现？1、对称方波包含哪些正弦波成分？2.傅立叶级数在无线电通信中如何体现？2.傅立叶级数在无线电通信中如何体现？Zft傅里叶变换一次谐波三次谐波五次谐波七次谐波信号的频谱f03f07f05f04/π4/3π4/5π4/7π2.傅立叶级数在无线电通信中如何体现？tZ时域ff03f05f07f0OZ频域示波器频谱仪时域与频域体现同一信号的不同形式1-1

7、2.傅立叶级数在无线电通信中如何体现？时域频域2.傅立叶级数在无线电通信中如何体现？ASKFSKPSKfA无线电信号的频带由什么因素决定？调制方式！fc1fc2FSK信号带宽ASKPSK信号带宽2.傅立叶级数在无线电通信中如何体现？3、无线电信号具有怎样的频谱？ASKFSKPSKffc1Afc2FSK信号带宽ASKPSK信号带宽不同的调制方式具有不同的带宽不同的载波的已调波在频率轴上具有不同的位置2.傅立叶级数在无线电通信中如何体现？3、无线电信号具有怎样的频谱？无线电频段的划分距离＝速度X时间波长（一个波动的距离）＝光速X无线电振荡周期时间＝光速/

8、频率4、无线电信号的频谱如何划分？甚低频VLF甚长波甚低频3KHz–30KHz10km–100km用途：远距