(无水印)第一章 无线电通信原理知识

1、2021-11-231主讲教员：林军梅主讲教员：林军梅20142014年年4 4月月2021-11-2321 1 无线电通信原理知识无线电通信原理知识中波导航地面设备中波导航地面设备KDD-625AKDD-625A型中波导航机型中波导航机NDB900-200NDB900-200型中波导航机型中波导航机导航台工程安装与验收标准导航台工程安装与验收标准2 23 34 42021-11-233了解什么是通信了解什么是通信了解通信的分类及范畴了解通信的分类及范畴了解通信的发展简史了解通信的发展简史 理解无线电通信工作方式理解无线电通信工作方式了解无线电频普管理知识了解无线电频普管理知识2021-11-

2、235信息源信息源发送设备发送设备信道信道接收设备接收设备接收者接收者噪声源噪声源通信方式通信方式 根据不同频率的电根据不同频率的电磁波传播规律的特点，磁波传播规律的特点，把电磁波的频率范围划把电磁波的频率范围划分为若干个区段，称作分为若干个区段，称作频段，或波段。频段，或波段。波段名称波段范围频率范围频段名称主要用途超长波100km10km330kHz甚低频VLF水下通信海上导航长波10km1km30300kHz低频LF中波1km200m0.31.5MHz中频MF导航、无线电广播短波200m10m1.530MHz高频HF电报通信、无线电广播超短波（米波） 10m1m30300MHz甚高频VH

3、F电报通信、无线电广播电视、导航微波分米波100cm10cm 0.33GHz特高频UHF电视、雷达、导航、接力通信厘米波10cm1cm330GHz超高频SHF 毫米波10mm1mm30300GHz极高频EHF 雷达、接力通信、卫星通信亚毫米波1mm0.1mm3003000GHz超极高频 无线电频谱是人类共享无线电频谱是人类共享的一种自然资源，是有的一种自然资源，是有限的、不可再生的战略限的、不可再生的战略资源。资源。 国际电信联盟国际电信联盟(ITU)(ITU)是国际是国际无线电管理的权威性组织，无线电管理的权威性组织，它负责修订国际无线电规它负责修订国际无线电规则，审议频谱划分及相关则，审议

4、频谱划分及相关的技术标准。的技术标准。 电波传播研究的就是电磁波在电波传播研究的就是电磁波在自然环境中的传播规律。自然环境中的传播规律。 电波传播的主要方式有：地波电波传播的主要方式有：地波传播、天波传播、视距传播、传播、天波传播、视距传播、散射传播几种。散射传播几种。 地波是指沿地球表面传播的电地波是指沿地球表面传播的电波，地波传播也称为地面波传播波，地波传播也称为地面波传播电波波长越长，传播损耗电波波长越长，传播损耗越小。地波传播主要用于越小。地波传播主要用于超长波和中、长波的无线超长波和中、长波的无线电通信和导航。电通信和导航。 电波向天空辐射，到电波向天空辐射，到达电离层，在电离层中达

5、电离层，在电离层中连续折射返回地面，这连续折射返回地面，这种传播方式称为天波传种传播方式称为天波传播播2021-11-2319 传输损耗小，可以利用较小传输损耗小，可以利用较小的功率进行远距离通信。的功率进行远距离通信。 由于电离层的不稳定性，容由于电离层的不稳定性，容易造成短波通信的中断。易造成短波通信的中断。电离层电离层天线图25 天波传播静区的形成地波 视距传播是指电波在视距传播是指电波在发射天线和接受天线互发射天线和接受天线互相相“看得见看得见”的距离内的距离内的传播方式。的传播方式。2021-11-2323受低空大气层影响大，大气受低空大气层影响大，大气层对电波传播有折射、吸收层对电

6、波传播有折射、吸收和散射作用。和散射作用。受地形、地物影响大。受地形、地物影响大。当电波遇到不均匀介质就要当电波遇到不均匀介质就要产生散射，被散射的电波到产生散射，被散射的电波到 达 地 面 接 收达 地 面 接 收点 ， 这 种 传点 ， 这 种 传播 方 式 称 为播 方 式 称 为散射传播。散射传播。 可以实现超高频波段（米波到微可以实现超高频波段（米波到微波）的超视距传播。波）的超视距传播。 不受恶劣气象条件和电离层不正不受恶劣气象条件和电离层不正常变化的影响。常变化的影响。 适用的波段和视距传播的基本相适用的波段和视距传播的基本相同，但可以超视距传播。同，但可以超视距传播。 能够有效

7、地辐射或能够有效地辐射或者接收电磁波的装者接收电磁波的装置称为天线置称为天线 了解天线的作用与构成了解天线的作用与构成理解天线的主要功能理解天线的主要功能了解常用线天线了解常用线天线 能够有效地辐射能够有效地辐射或者接收电磁波或者接收电磁波的装置称为天线的装置称为天线 发射时：发射时：接收时：接收时：高频电能高频电能电磁波能量电磁波能量 高频电能高频电能电磁波能量电磁波能量 通信天线、广播电视天线、通信天线、广播电视天线、雷达天线雷达天线 长波天线、中波天线、短长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线和微波天线、超短波天线和微波天线波天线线天线和面天线线天线和面天线：传输线终端开放形成天线传输

8、线终端开放形成天线 传输线振子天线波导喇叭天线图29 天线的形成 张开的传输线就是一个简单张开的传输线就是一个简单的天线，通常称为对称振子的天线，通常称为对称振子 横向尺寸远小于纵向横向尺寸远小于纵向尺寸并小于波长的细长尺寸并小于波长的细长结构的天线称为线天线结构的天线称为线天线 对称振子天线是由两根粗细和对称振子天线是由两根粗细和长度都相同的导线构成，中间为长度都相同的导线构成，中间为两个馈电端。对称振子天线可看两个馈电端。对称振子天线可看作是由开路传输线张开作是由开路传输线张开180180后构后构成的。这是一种应用广泛且结构成的。这是一种应用广泛且结构简单的基本天线形式。简单的基本天线形式

9、。 2l半波振子天线半波振子天线 结构简单，使用方便结构简单，使用方便 改变架设高度可控改变架设高度可控制最大辐射仰角制最大辐射仰角：通信频带窄，不通信频带窄，不 利于天波通信利于天波通信 可以采用增加天线的直径可以采用增加天线的直径来实现天线的宽波段特性来实现天线的宽波段特性 用几根导线排成圆柱形用几根导线排成圆柱形组成振子的两臂，这样组成振子的两臂，这样既增加了天线的等效直既增加了天线的等效直径，其重量又比较轻，径，其重量又比较轻，这就是实用的笼型天线这就是实用的笼型天线 常用的笼型天线由常用的笼型天线由6 68 8根导线做成，每根导线根导线做成，每根导线的直径为的直径为3 34 4毫米，

10、笼毫米，笼的几何半径的几何半径R R为为0.50.51.51.5米，其特性阻抗在米，其特性阻抗在250250400400欧姆左右。欧姆左右。 笼型天线由于其特性阻抗较低，笼型天线由于其特性阻抗较低，输入阻抗随频率变化较小，因输入阻抗随频率变化较小，因而工作波段宽。其方向性及天而工作波段宽。其方向性及天线长度、高度的选择与双极天线长度、高度的选择与双极天线相同。但笼型天线在结构和线相同。但笼型天线在结构和使用上都不如单根导线的双极使用上都不如单根导线的双极天线简便，因此主要用于比较天线简便，因此主要用于比较大型的固定电台上。大型的固定电台上。半波折合振子天线相当于把一根长为半波折合振子天线相当于

11、把一根长为半波长的终端短路的长线在中间拉开，半波长的终端短路的长线在中间拉开，构 成 一 种 变 形 的 对 称 折 合 振 子 。构 成 一 种 变 形 的 对 称 折 合 振 子 。 引向天线又称波引向天线又称波道天线、八木大线，道天线、八木大线，它广泛用于分米波、它广泛用于分米波、米波雷达以及米波通米波雷达以及米波通信设备中。信设备中。 垂直天线是垂直于地垂直天线是垂直于地面或导体平面架设的面或导体平面架设的天线天线 (a)T型(b)型(c)铁塔(d)桅杆长中波长中波天线天线 短 波 与 超 短短 波 与 超 短波鞭形天线波鞭形天线 常见的面天线主要有喇叭常见的面天线主要有喇叭天线及抛物面天线天线及抛物面天线 激励头波导开口端(a)(b)(d)(c) 抛物面天线是在通信、雷达和抛物面天线是在通信、雷达和射电天文等系统中广泛使用的射电天文等系统中广泛使用的一种天线，它是由两部分组成，一种天线，它是由两部分组成，其一是抛物线绕其焦轴旋转而其一是抛物线绕其焦轴旋转而成的抛物反射面；其二是置于成的抛物反射面；其二是置于抛物面焦点处的馈源（也称照抛物面焦点处的馈源（也称照射器）。射器）。 F抛物面天线方向图照射器方向图双曲面馈源抛物面FPF 由于天线有两个反射面，几何参数增多，由于天线有两个反射面，几何参数增多，便于按照各种需要灵活地进行设计；