gmdss海事大学课件第二章

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1、GMDSS第二章电波传播与天线2.1电波的辐射和传播途径2.2信号与噪声2.3船舶常用中短播天线2.1电波辐射和传播途径一.电波的形成与波段划分1.电波的形成—交变电磁场的传播.2.波段划分:λ=ν·T=ν/ƒν=ƒ·λ=C，其中C=3x108m/s波段名称波长范围波段名称频率范围极长波>100km极低频(ELF)<3kHz超长波100~10km甚低频(VLF)3~30kHz长波10~1km低频(LF)30~300kHz中波1000~100m中频(MF)300~3000kHz短波100~10m高频(HF)3~30MHz超短波10~1m甚高频(VHF)30~300MHz微波分米

2、波10~1dm特高频(UHF)300~3000MHz厘米波10~1cm超高频(SHF)3~30GHz毫米波10~1mm极高频(EHF)30~300GHz1.地波传播2.空间波传播3.电离层波(天波)二.电波传播途径电波沿地球表面传播,波长越长绕射距离越远.地面电性能参数随时间变化小,地形地貌稳定,地波传播可靠稳定.1.地波传播:极长波超长波长波:λ=1km～100km,传播几千～几万km.中波(MF):λ=100m～1000m,传播几百km.短波(HF):λ=10m～100m,传播<100km.超短波微波:λ<10m,不能以地波形式传播.地波传输中各种波长传输特点电波在

3、空间沿直线视距离或沿地面反射传播.收发天线尺寸越大,传播距离越远.2.空间波传播:空间波的视距超短波和微波:以空间波传播.电波经电离层反射达到接收端.1)电离层:60~300km大气层中气体分子→太阳紫外线辐射→产生电离→正负离子和自由电子→形成电离层.高度↑→电离度↑.3.电离层波(天波):2)电离层划分:DEF1F2层,在夜间D和F1层消失.电离层分布情况3)电离层对电波的衰减:f↓→吸收↑,f↑→吸收↓.f>fmax→穿透电离层；f＜fmin→被电离层吸收fmin≤f天波≤fmax→天波（电离层波—中短波）fmin——最低可用频率fmax——最高可用频率f天波——

4、最佳工作频率●W6EPropPathInformation三、各波段电波传播的特点（一）中波（MF）、长波（LF）1.长波：2.中波：以地波传播，工作稳定。白天—以地波传播，不能以天波传播，D层对MF波吸收。夜间—地波与天波并存，E层对天波反射，但存在衰落，这是由于天地波在接收点叠加造成的。1.传播：2.特点3).存在衰落现象地波和天波，主要靠天波传播，在F层反射。1).地波传播衰减大，传播小于100km。2).天波传播距离远，但受电离层变化影响较大，传播不够稳定。（二）短波（HF）F层不稳定，不同路径天波在接收点叠加→衰落。衰落现象4)存在盲区效应（寂静区）：天地波均不能覆

5、盖的区域。2.2信号与噪声一．通信系统模型通信的目的就是传递信息，传输信息的系统称为通信系统。在各种方式的通信中，利用电来传递信息的方式应用的最为广泛。发送设备就是一种变换器，把从信源送来的信息变换成电信号，并对这种电信号进一步转换，使其变成适合相应系统信道所能传递的电信号，该电信号携带源信息。信道是信号传输的通道或称传输的媒介，它可以是有线（如电缆）也可以是无线（如利用空间传播的电磁波。接收设备相对于发射设备是一种反变换器，它的作用是将发射端传送来的电信号经过反转换，恢复出源信号。信息宿或称信宿是指语音、图像和文字等信息的归宿，它是信息的接收者。信宿可以是人或机器。二．信号

6、（Signal）定义：特点：通信系统中传输的含有用信息的电信号称为信号。信号一般均具有较多的频率成分，即具有一定带宽。不同性质的信号具有不同的带宽。通信系统提供的传输带宽应大于或等于所要传输信号的带宽。三．噪声（Noise）在通信系统的各个部分出现的任何不需要的电压或电流信号统称为噪声。内部噪声：由组成电路的各种元器件所产生。外部噪声：通信系统外部进入系统的一切无用信号。信噪比S/N噪声系数（NoiseFactor）NF=（Si/Ni）/（So/No）2.3船舶常用中短播天线简介一、天线的基本概念1.含义：2.特点：3．效率：4．等效电阻：辐射和接受电磁波的装置，是一种能量转

7、换器。互易性、方向性、收发互换。ηA=PO/Pi=PO/（PO+Pn）＜100%Pn—天线损耗电阻消耗的功率Rr=PO/IO2IO一定，Rr↑→PO↑二、船舶常用中短波天线的种类1.早期MF/HF波段T型和倒L型天线天线加顶→提高天线的有效长度→Rr↑单根T或L型天线效率低→采用多根水平导线→提高辐射效率。2.早期MF/HF波段直立桅杆天线3.现代MF/HF/VHF波段多采用鞭状天线天线内部绕有螺旋铜线→增加天线的有效长度。螺旋鞭天线三、天线的维护和保养1、维护的必要性船舶航行在复杂的海上环境之中，船舶