无线通信技术.ppt

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1、第十章无线通信技术2021/6/10110.1概述一、从有线通信到无线通信1.莫尔斯电码（通、断、长断）1844年5月24日，华盛顿-巴尔的摩，64.4km，“上帝创造了何等奇迹！”2.1876年3月7日，贝尔获得发明电话专利，专利证号码NO:174655。“沃森特先生，快来帮我啊！”3.电磁波的发现：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现变话的电流通过导线会引起磁针的偏转，英国物理学家法拉第指出该实验证明了“电能生磁”，即“电磁感应现象”；1864年，麦氏发表了电磁场理论，成为人类历史上预言电磁波存在的第一人。1887年，亨利希·鲁道夫·赫兹通过实验证明了电磁波的存在

2、。4.无线电报的发明-“要是我能指挥电磁波，就可飞越整个世界”1896年，俄国的波波夫成功地用无线电进行莫尔斯电码的传送，距离为250米，电文内容为——“海因里斯·赫兹”；在1897年5月18日，意大利的马可尼，通过改进了的无线电传送和接收设备，在英国的布里斯托尔海峡进行无线电通信取得成功，把信息传播了12公里；于1909年获得诺贝尔物理学奖。2021/6/10210.1概述5.无线电通信的发明—载着声音飞翔的电波无线电广播之父——美国人巴纳特·史特波斐德，他于1886年便开始研究无线电广播，在1902年，他在肯塔基州穆雷市进行了第一次无线电广播。他们在穆雷广场放好

3、话筒，由巴纳特·史特波斐德的儿子在话筒前说话、吹奏口琴，他在附近的树林里放置了5台矿石收音机，均能清晰地听到说话和口琴声，试验获得了成功。之后又在费城进行了广播，并获得了专利权。与此同时，无线电通信逐渐被用于战争。在第一次和第二次世界大战中，它都发挥了很大的威力，以致有人把第二次世界大战称之为“无线电战争”。2021/6/10310.1概述二、无线通信的特点1.传输环境的复杂性2.电磁波的传播不需要任何有形介质3.接收信号的时变多径4.多个无线电载波同存于同一空间5.频率资源有限，需统一划分2021/6/104传输介质传输介质（通信介质）：通信系统用以收发电子/光子

4、信号的物理路径。分类如下：引导性介质（线缆介质）电磁波沿着一个固态介质传播。例如：金属导体、玻璃、塑料非引导性介质（无线介质）提供了传输电磁信号的手段，但不加以引导。例如：大气层、外层空间。2021/6/105无线传输的电磁频谱2021/6/106无线频谱的分配频率统一分配（FCC/ITU_R/各个国家）根据信息类型分配频谱（AM/FM无线电台、TV、蜂窝电话…）工业科学医学频段（ISM）可自由使用但限制功率专用于非许可的商业用途救护车、出租车、无线遥控玩具、无线电家用设备等2021/6/107全向传播与定向传播全向传播（Omnidirectional）信号沿所有方

5、向传播可被所有的天线接收发射设备和接收设备不必在物理上对准定向传播（directional）天线把所有的能量集中于一小束电磁波2021/6/108无线信号传播理想情况下，无线信号在从发射器到接收器间的一条直线上传播，称为“视线”（lineofsight,LOS）实际情况下，由于传输障碍物等传输环境的影响，无线信号的传播将发生如下三种现象：反射、衍射和散射。其中物体的几何形状决定了将产生哪种现象。2021/6/109反射（reflection）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）导致信号的相位发生漂移2021/6/1010衍射（Di

6、ffraction）衍射：当信号遇到大于波长的不可穿透物的边缘（如无线电波中途遇到的尖锐不规则的边缘物），即使没有来自发送器的视线信号，也可接收到信号。2021/6/1011散射（Scattering）散射：当信号遇到波长更小的物体（树叶、街牌、灯柱）就发散成几个弱的出境信号2021/6/1012散射（Scattering）散射还与障碍物表面的粗糙度有关。表面越粗糙，越容易引起散射。例如，在户外，树木和路标都会导致移动电话信号的散射。在室内，椅子、书籍和计算机都会导致无线Lan信号的散射。2021/6/1013反射、衍射和散射2021/6/101410.2无线传播环

7、境及其特性10.2.1天线基本知识1.天线方向性2.天线增益3.波瓣宽度4.天线的极化2021/6/1015天线方向性天线的基本功能是把从馈线输入的能量向周围空间辐射出去，辐射的无线电波强度随空间方位不同而不同，根据天线辐射强度的空间分布特点可分为无方向性、全向天线和定向天线。无方向性天线是指在三维空间不同方位均匀辐射的天线；全向天线指在水平方向上360度均匀辐射，而在垂直方向上非均匀辐射；定向天线泛指只在一定空间角度范围内具有强辐射的天线。2021/6/1016天线增益antennagain天线增益是指在天线最大辐射方向，相同距离条件处，为产生相同电波强度，理