原發(fā)布者:期待未來(lái)的美好
無(wú)線(xiàn)電基礎知識4.1無(wú)線(xiàn)電頻段的劃分4.2信號頻譜帶寬4.3傳輸線(xiàn)P158電磁波的波長(cháng)與頻率之間的關(guān)系?反比λ=c/fλ波長(cháng)c光速f頻率P159頻率高低排列:X射線(xiàn)>;可見(jiàn)光>;無(wú)線(xiàn)電波高頻率←→長(cháng)波長(cháng)P160頻譜指什么?幅譜和相譜的總稱(chēng)。頻譜描述的是(頻率和幅度的大小)將各正弦分量的幅度按照其頻率的高低依次排列,得到振幅頻譜,簡(jiǎn)稱(chēng)幅譜。將各正弦分量的初相位按照其頻率的高低依次排列,為相位頻譜,簡(jiǎn)稱(chēng)相譜。P162將傳送信號所必須的頻率范圍成為信號的帶寬P163電話(huà)通信:3kHz;傳輸高品質(zhì)音樂(lè )需要(傳輸帶寬高):30Hz~16kHz;超短波無(wú)線(xiàn)電廣播:150kHz;電視的每個(gè)頻道:7~8MHz.P165λ>>L,短線(xiàn)。短線(xiàn)適用于集中參數電路。當λ≈L,長(cháng)線(xiàn)。長(cháng)線(xiàn)適用于分布參數電路。P167如果把傳輸線(xiàn)上的分布電容和分布電感看成是均勻分布的,為均勻無(wú)損耗電路。P167傳輸線(xiàn)上的特性阻抗?Zc=傳播速度:V=P168為什么飛機上用同軸光纜?電阻損耗小,輻射損耗低。P170在傳輸線(xiàn)上導致能量消耗的是?“分布電阻”。傳輸線(xiàn)越長(cháng),電阻越大,損耗越大。這種損耗可以通過(guò)放大器加以解決。P168傳輸線(xiàn)的種類(lèi):平行雙線(xiàn)傳輸線(xiàn)(200MHz以下)、同軸傳輸線(xiàn)(3GHz)。P171同軸傳輸線(xiàn)只能傳輸3GHz以下的信號,高于3GHz由波導來(lái)傳輸。P172當RL=ZC時(shí),傳輸線(xiàn)上為什么波?只有入射波,沒(méi)有反射波。高頻信號呈波浪式地向終端傳播,并且電能全部傳
無(wú)線(xiàn)電是指在自由空間(包括空氣和真空)傳播的電磁波,其頻率 300GHz 以下 (下限頻率較不統一, 在各種射頻規范書(shū), 常見(jiàn)的有三 3KHz~300GHz, 9KHz~300GHz, 10KHz~300GHz)。
無(wú)線(xiàn)電技術(shù)是通過(guò)無(wú)線(xiàn)電波傳播信號的技術(shù)。 無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的原理在于,導體中電流強弱的改變會(huì )產(chǎn)生無(wú)線(xiàn)電波。
利用這一現象,通過(guò)調制可將信息加載于無(wú)線(xiàn)電波之上。當電波通過(guò)空間傳播到達收信端,電波引起的電磁場(chǎng)變化又會(huì )在導體中產(chǎn)生電流。
通過(guò)解調將信息從電流變化中提取出來(lái),就達到了信息傳遞的目的。 麥克斯韋最早在他遞交給英國皇家學(xué)會(huì )的論文《電磁場(chǎng)的動(dòng)力理論》中闡明了電磁波傳播的理論基礎。
他的這些工作完成于1861年至1865年之間。 海因里希·魯道夫·赫茲(Heinrich Rudolf Hertz)在1886年至1888年間首先通過(guò)試驗驗證了麥克斯韋爾的理論。
他證明了無(wú)線(xiàn)電輻射具有波的所有特性,并發(fā)現電磁場(chǎng)方程可以用偏微分方程表達,通常稱(chēng)為波動(dòng)方程。 1906年圣誕前夜,雷吉納德·菲森登(Reginald Fessenden)在美國麻薩諸塞州采用外差法實(shí)現了歷史上首次無(wú)線(xiàn)電廣播。
菲森登廣播了他自己用小提琴演奏“平安夜”和朗誦《圣經(jīng)》片段。位于英格蘭切爾姆斯福德的馬可尼研究中心在1922年開(kāi)播世界上第一個(gè)定期播出的無(wú)線(xiàn)電廣播娛樂(lè )節目。
發(fā)明 關(guān)于誰(shuí)是無(wú)線(xiàn)電臺的發(fā)明人還存在爭議。 1893年,尼科拉·特斯拉(Nikola Tesla)在美國密蘇里州圣路易斯首次公開(kāi)展示了無(wú)線(xiàn)電通信。
在為“費城富蘭克林學(xué)院”以及全國電燈協(xié)會(huì )做的報告中,他描述并演示了無(wú)線(xiàn)電通信的基本原理。他所制作的儀器包含電子管發(fā)明之前無(wú)線(xiàn)電系統的所有基本要素。
古列爾莫·馬可尼(Guglielmo Marconi)擁有通常被認為是世界上第一個(gè)無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的專(zhuān)利,英國專(zhuān)利12039號,“電脈沖及信號傳輸技術(shù)的改進(jìn)以及所需設備”。 尼科拉·特斯拉1897年在美國獲得了無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的專(zhuān)利。
然而,美國專(zhuān)利局于1904年將其專(zhuān)利權撤銷(xiāo),轉而授予馬可尼發(fā)明無(wú)線(xiàn)電的專(zhuān)利。這一舉動(dòng)可能是受到馬可尼在美國的經(jīng)濟后盾人物,包括湯瑪斯·愛(ài)迪生,安德魯·卡耐基影響的結果。
1909年,馬可尼和卡爾·費迪南德·布勞恩(Karl Ferdinand Braun)由于“發(fā)明無(wú)線(xiàn)電報的貢獻”獲得諾貝爾物理學(xué)獎。 1943年,在特斯拉去世后不久,美國最高法院重新認定特斯拉的專(zhuān)利有效。
這一決定承認他的發(fā)明在馬可尼的專(zhuān)利之前就已完成。有些人認為作出這一決定明顯是出于經(jīng)濟原因。
這樣二戰中的美國政府就可以避免付給馬可尼公司專(zhuān)利使用費。 1898年,馬可尼在英格蘭切爾姆斯福德的霍爾街開(kāi)辦了世界上首家無(wú)線(xiàn)電工廠(chǎng),雇傭了大約50人。
無(wú)線(xiàn)電的用途 無(wú)線(xiàn)電的最早應用于航海中,使用摩爾斯電報在船與陸地間傳遞信息。現在,無(wú)線(xiàn)電有著(zhù)多種應用形式,包括無(wú)線(xiàn)數據網(wǎng),各種移動(dòng)通信以及無(wú)線(xiàn)電廣播等。
以下是一些無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的主要應用: 通信 聲音 * 聲音廣播的最早形式是航海無(wú)線(xiàn)電報。它采用開(kāi)關(guān)控制連續波的發(fā)射與否,由此在接收機產(chǎn)生斷續的聲音信號,即摩爾斯電碼。
* 調幅廣播可以傳播音樂(lè )和聲音。調幅廣播采用幅度調制技術(shù),即話(huà)筒處接受的音量越大則電臺發(fā)射的能量也越大。
這樣的信號容易受到諸如閃電或其他干擾源的干擾。 * 調頻廣播可以比調幅廣播更高的保真度傳播音樂(lè )和聲音。
對頻率調制而言,話(huà)筒處接受的音量越大對應發(fā)射信號的頻率越高。調頻廣播工作于甚高頻段(Very High Frequency,VHF)。
頻段越高,其所擁有的頻率帶寬也越大,因而可以容納更多的電臺。同時(shí),波長(cháng)越短的無(wú)線(xiàn)電波的傳播也越接近于光波直線(xiàn)傳播的特性。
* 調頻廣播的邊帶可以用來(lái)傳播數字信號如,電臺標識、節目名稱(chēng)簡(jiǎn)介、網(wǎng)址、股市信息等。在有些國家,當被移動(dòng)至一個(gè)新的地區后,調頻收音機可以自動(dòng)根據邊帶信息自動(dòng)尋找原來(lái)的頻道。
* 航海和航空中使用的話(huà)音電臺應用VHF調幅技術(shù)。這使得飛機和船舶上可以使用輕型天線(xiàn)。
* 政府、消防、警察和商業(yè)使用的電臺通常在專(zhuān)用頻段上應用窄帶調頻技術(shù)。這些應用通常使用5KHz的帶寬。
相對于調頻廣播或電視伴音的16KHz帶寬,保真度上不得不作出犧牲。 * 民用或軍用高頻話(huà)音服務(wù)使用短波用于船舶,飛機或孤立地點(diǎn)間的通訊。
大多數情況下,都使用單邊帶技術(shù),這樣相對于調幅技術(shù)可以節省一半的頻帶,并更有效地利用發(fā)射功率。 * 陸地中繼無(wú)線(xiàn)電(Terrestial Trunked Radio, TETRA)是一種為軍隊、警察、急救等特殊部門(mén)設計的數字集群電話(huà)系統。
電話(huà) * 蜂窩電話(huà)或移動(dòng)電話(huà)是當前最普遍應用的無(wú)線(xiàn)通信方式。蜂窩電話(huà)覆蓋區通常分為多個(gè)小區。
每個(gè)小區由一個(gè)基站發(fā)射機覆蓋。理論上,小區的形狀為蜂窩狀六邊形,這也是蜂窩電話(huà)名稱(chēng)的來(lái)源。
當前廣泛使用的移動(dòng)電話(huà)系統標準包括:GSM,CDMA和TDMA。運營(yíng)商已經(jīng)開(kāi)始提供下一代的3G移動(dòng)通信服務(wù),其主導標準為UMTS和CDMA2000。
* 衛星電話(huà)存在兩種形式:INMARSAT 和 銥星系統。兩種系統都提供全球覆蓋服務(wù)。
INMARSAT使用地球同步衛星,需要定向的高增益天線(xiàn)。銥星則是低軌道衛星系統,直接使用手機天線(xiàn) 電視 * 通常的模擬電視信號采。
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