无线电通信系统与电磁波.ppt

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1、无线通信系统与电磁波基本通信系统：信源传输通道信宿无线通信系统无线通信系统组成：信源（发送设备）、（传输通道）传输设备、（信宿）接收设备。信息变换器发射机电信号高频电振荡发射天线电磁波接收天线接收机变换器信息高频电振荡电信号发送设备传输设备接收设备无线通信系统发送设备：变换器（换能器）：将被发送的信息变换为电信号。如话筒将声音变为电信号；发射机：将换能器输出的电信号变为强度足够的高频电震荡。天线：将高频电振荡变成电磁波向传输媒质辐射。无线通信系统接收设备：接收天线，将空间传播到其上的电磁波转化为高频电振荡。接收机，将高频

2、电振荡转化为电信号。变换器（换能器），将电信号转化为所传送信息。传输媒质：电磁波。无线通信系统无线通信是利用电磁波信号在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式。无线通信系统无线通信系统中使用的是波长从0.3毫米到3000米的电磁波，这个区间内的电磁波就叫做无线电波。电磁波：是能量的一种。凡是高于绝对零度（-273.15℃）的物体，都会释放电磁波。正如人们生活在空气里却看不见空气一样，除光波外，人们也看不见无处不在的电磁波。电磁波电磁波=电磁+波波是什么：波是振动在物质中传播能量的一种形式，我们常见的波有机械波（如

3、声波、水波）、电磁波（无线电波、宇宙射线、光波）等。电磁波波的形式：正弦波正弦波是频率成分单一的一种信号。对于一个正弦量来说，如果幅值、频率、初相位确定了，那么这个正弦量就完全确定了。幅值、频率、相位称为正弦量的三要素。正弦波可表达为：Asin(ωt+φ)，其中：A为振幅；ω为角频率（ω=2πf,f为频率）；φ为初相位（描述波前状态的量）。电磁波频率：波或交变电流电压在单位时间内完成周期性变化的次数，称为频率，单位:赫兹（Hz）。例如；交流市电的频率为50Hz；声音信号的频率范围为20Hz-20000Hz；我国所处地区中

4、波广播发射信号的频率范围为526.5-1606.5kHz,我国调频广播发射信号的频率范围为87-108MHz。电磁波电磁波波长：沿着波的传播方向，两个相邻的同相位质点间的距离叫做“波长”。它是指波动媒质中，任意两个相位差为2π的质点之间的距离。在质点振动的一个周期内，振动状态传播的距离恰是一个波长。波长最长的无线电从长波，到中波，短波，微波，然后是红外，可见光，紫外，X光，直到波长最短的伽玛射线电磁波波速：单位时间内波形传播的距离，称波速。通常以V表示，单位是米/秒。声波在空气中传播的速度为340m/s。真空下的电磁波波

5、速为299792458m/s，近似为30万千米每秒，而在任何介质中电磁波波速均小于这一数值。波速（V）与波长（λ）和频率（f）的关系：f=1/TV=距离/时间=一个波的长度/一个波的时间=λ/T=λ·f电磁波电磁波二象性是指电磁波既有波动的性质又有粒子的性质。光的干涉和衍射实验显示光有波动性，光的偏振实验进一步显示光具有横波的性质。后来麦克斯韦的电磁理论和赫兹实验表明，光是电磁波。另一方面，其后黑体辐射、光电效应和康普顿效应等实验又表明，光具有微粒性。电磁波光电效应：在高于某特定频率的电磁波照射下，某些物质内部的电子会被

6、光子激发出来而形成电流，即光生电。横波的特点是质点的振动方向与波的传播方向相互垂直。电磁波就是横波。横波在传播过程中，横波凡是波传到的地方，每个质点都在自己的平衡位置附近振动。由于波以有限的速度向前传播，所以后开始振动的质点比先开始振动的质点在步调上要落后一段时间，即存在一个位相差。横波的传播，在外表上形成一种“波浪起伏”，纵波是质点的振动方向与传播方向同轴的波。如敲锣时，锣的振动方向与波的传播方向就是一致的，所以声波是纵波。亦称“疏密波”，纵波的传播过程是沿着波前进的方向出现疏密不同的部分。实质上，纵波的传播是由于介质

7、中各体元发生压缩和拉伸的变形，并产生使体元回复原状的纵向弹性力而实现的。因此纵波只能在拉伸压缩的弹性的介质中传播，一般的固体、液体、气体都具有拉伸和压缩弹性，所以它们都能传递纵波。干涉（interference）是两列或两列以上的波在空间中重叠时发生叠加从而形成新的波形的现象。衍射（英语：diffraction）是指波遇到障碍物时偏离原来直线传播的物理现象。任何物体都具有不断辐射、吸收、反射电磁波的本领。辐射出去的电磁波在各个波段是不同的，也就是具有一定的谱分布。这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关，因而被称之为热辐射

8、。直射：是无线电波在自由空间传播的方式。反射：当电磁波遇到比波长大得多的物体时，就会发生反射。反射常发生在地球表面、建筑物和墙壁表面。绕射（衍射）：波在传播时，若被一个大小接近于或小于波长的物体阻挡，就绕过这个物体，继续进行。散射：就是由于介质中存在的微小粒子（异质体）或者分子对电磁波的作用，使电磁波偏离原来的传播方