第4章电子技术无线电基础ppt课件.ppt

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1、第4章无线电基础知识4.1无线电频段的划分4.2信号频谱带宽4.3传输线4.4电磁波传播与天线4.5无线电发射机4.6无线电接收机目录丿“无线电”就是从一点向另一点以“无线”的方式传送信号。无线电传输系统以自由空间为媒介传输信号，完成通信、导航任务。无线电传输系统声波或光波等信号经变换器变换成电信号，进行调制后由发射天线辐射到空间；接收天线从空间接收信息，在接收机中进行解调，再经过变换器的变换还原成声波或光波信号。这一信息传输系统称为无线电传输系统。基本知识：无线电频段的划分，信号、频谱与带宽，高频传输线，电磁波的传播与天线，调制与解调，发射机，接收机，话筒与扬声器。4.1无线

2、电频段的划分电磁波频谱无线电波位于电磁波频谱图的中低段。电磁波的波长越长，频率越低；波长越短，频率越高。可以用下面公式表示式中，—波长，单位：米，用“m”表示；c—光速，3108m/s；f—频率，单位：赫兹，用“Hz”表示。电磁波的变化范围很宽，还包括红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。无线电频段的划分及机载无线电设备所使用的频率航空无线电频率分为八个频段甚低频低频中频高频甚高频特高频超高频极高频30K30M300M3M3G30G300GHZ3K300k甚低频(VLF):用于早期的OMEGA导航系统，音频信号也在这一频段内低频(LF):飞机通讯系统不使用该频段，公共长

3、波电台和ADF导航系统使用这一频段中频(MF):飞机通讯系统也不使用该频段，公共中波电台和ADF导航系统使用这一频段极高频(EHF):通讯系统和导航系统中的设备都不使用这一频段。高频(HF):机载高频通讯系统使用该频段，完成长距离的通讯甚高频(VHF):机载甚高频通讯系统使用该频段，导航系统中的MK、VOR和ILS系统等以及调频广播电台也使用这一频段。特高频(UHF):这一频段仅用于军事通讯系统中，另外，导航系统中的GS、DME、ATC应答机和GPS也使用该频段。超高频(SHF):卫星通讯系统使用该频段，导航系统中的气象雷达、无线电高度表的频率也属该段字母频率范围/GHZ名称L

4、1~3L波段S2.5~4S波段C3.5~7.5C波段X6~12.5X波段K12.5~40K波段Q33~50Q波段表4.1-1微波频段的划分对于微波频段还有一种国际上公认的字母表示方法。4.2.1信号与频谱语言、文字、音乐、图象和数据等都反映一定的信息，称为信号。反映一定的非电量信息的电流或电压称为电信号。4.2信号、频谱和带宽非正弦信号都可以分解为一系列幅度不同，频率不同和相位不同的正弦分量，由基波和高次谐波组成。将各正弦分量的幅度按其频率的高低依次排列，就可以得到幅度频谱，简称幅谱；将各正弦分量的初相位也按其频率的高低依次排列，即为相位频谱，简称相谱。幅谱和相谱总称为频谱。通

5、常频谱指幅谱。频谱谱线的幅度反映了音频信号的峰值大小，频谱谱线距频率轴原点的远近反映了音频信号频率的高低。通常实际音频信号并非单频正弦波，因此其频谱也是由多条谱线组成，图中所示为“啊…”音信号的波形。所传信号不失真,应该保证一个基本的频率范围，这就是下面将要讨论的带宽。电信号中包含了各种频率的信息，就需要有一定的频率范围,即频带宽度,简称带宽。一般语音通信时，带宽为3kHz就可以满足要求。而传输高质量的音乐信号，所需要的频率范围为30Hz～16kHz一个矩形脉冲波的波形和频谱4.2.2信号的带宽传输线路是否具有足够带宽,从输出波形的响应就可以判断出来。带宽越小,输出电压达到终值

6、所需时间越长。频率与上升时间的关系为例题1：如果上升时间tr=2μs，则这个传输线路的上限频率至少应该为多大？解：从公式中可以看出，tr越小，输出信号的失真就越小，上限频率fh就越高，传输信号要求的带宽就越大。然而，上限频率太高，铜导线将不能有效地传输信号，这一点由线对高频信号的传输特点决定。我们平常所使用的电缆线、电话线都是传输线。但这两种传输线的工作倾率都比较低。在这种情况下，传输线上的电阻一般可以忽略不计。由于工作频率很低，线上的分布电感和分布电容也可以忽略。因此可以认为：电流和电压在某一时刻可以同时传输到导线传输线的各个点。4.3传输线随着传输信号频率的升高，传输线上的

7、传输特性将发生变化。要想使用传输线传送高频信号就需要弄清传输线的特点。一卜面首先介绍长线与短线的概念。4.3.1长线与短线、传输线的参数、等效电路及种类(1)短线的概念由于工作频率的不同，传输线可分为高频传输线和低频传输线。低频传输线的工作频率较低，信号波长大于导线长度，即：λ>>L(L是电路的几何长度）。这时可以认为：无论传输线本身的绝对几何长度如何，都称为“短线”。1.长线与短线的概念在前面研究电路问题时，常常认为电子能量只存储或消耗在电路元件上，而各元件之间则用既无电阻也无电感的理想导