《無線電通信》PPT課件.ppt

3.3 無線電通信,2、電磁波,變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地傳播。這種變化的電磁場(chǎng)在空間以一定的速度傳播的過程叫做電磁波。,2、 電磁波的特點(diǎn),1）電磁波是橫波 EB V,) 計(jì)算滿足：v=/T=f,4 )電磁波的頻率由振源決定，同一電磁波在不同介質(zhì)中傳播，v和變化，v介<C,3）電磁波可以在真空中傳播速度等于光速,c=310 8m/s,6）電磁波具有波的共性，能發(fā)生反射、折射、干涉、衍射、多普勒效應(yīng)和偏振現(xiàn)象。,7）電磁波有能量。,5)不同電磁波在同一介質(zhì)中傳播，速度不同，,4.電磁波與機(jī)械波比較： 1）傳播條件： 2）傳播規(guī)律： 3）傳播本質(zhì)： 4）產(chǎn)生本質(zhì)不同：,機(jī)械波傳播需要介質(zhì)，而電 磁波不需要介質(zhì)也能傳播。,都遵循“V=f=/T”這個(gè)關(guān) 系式；且電磁波也能發(fā)生反射、 折射、衍射、干涉等現(xiàn)象。,機(jī)械波傳播的是機(jī)械能， 電磁波傳播的是電磁能。,機(jī)械波是機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生， 電磁波是電磁振蕩產(chǎn)生。,烽火臺(tái),郵遞員,電磁波來傳遞信息,C=3.00108m/s,天線是發(fā)射與接收無線電波的必要設(shè)備,設(shè)備：,怎么接收與發(fā)射？,天線,有效的向外界發(fā)射電磁波的條件是什么？,1、要有足夠高的振蕩頻率，因?yàn)轭l率越高，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大。 2、振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散到盡可能大的空間，才有可能有效的將電磁場(chǎng)的能量傳播出去。,改造LC振蕩電路由閉合電路成開放電路（如圖）,采用什么手段可以有效的向外界發(fā)射電磁波？,二、無線電波的發(fā)射,1、發(fā)射無線電波的裝置：,振蕩器,L1,L2,開放電路,地線,天線,無線電波由開放電路發(fā)射出去,振蕩器電路,實(shí)際的發(fā)射裝置,無線電波的發(fā)射,無線電波通信的過程,2、載波：振蕩器產(chǎn)生的高頻交變電流，是用來攜帶聲音、圖象等信息的，叫做載波。,一、無線電波的發(fā)射,1、振蕩器：能產(chǎn)生頻率很高的交變電流的器件。,流經(jīng)天線,發(fā)射出電磁波,作用,高頻,一、無線電波的發(fā)射,3、調(diào)制：,調(diào)幅：高頻載波的振幅隨信號(hào)而改變叫調(diào)幅波，用AM表示。,把低頻電信號(hào)加載到高頻振蕩電流（載波）上的過程叫做調(diào)制。,調(diào)頻 ：高頻載波的頻率隨信號(hào)而改變叫調(diào)頻波，用FM表示。,信號(hào)源,振蕩電路 載波,調(diào) 制,調(diào)幅波 電臺(tái)發(fā)射,調(diào)幅,信號(hào)源,振蕩電路,調(diào) 制（加載）,調(diào)頻,調(diào)頻波,小結(jié),一、無線電波的發(fā)射 1載波：攜帶聲音、圖象等信息的高頻交變電流， 叫做載波。 2調(diào)制：把信息加到載波上，使載波隨信號(hào)而改變的技術(shù)叫調(diào)制。,3調(diào)幅波：高頻載波的振幅 隨信號(hào)而改變叫調(diào)幅波。 4、調(diào)頻波：高頻載波的振頻 率隨信號(hào)而改變叫調(diào)頻波,作業(yè) 1、P64： （1） 2、使用表格的形式列出機(jī)械波和電磁波的區(qū)別與聯(lián)系,電磁波在空間傳播時(shí)，如果遇到導(dǎo)體，會(huì)使導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的頻率跟激起它的電磁波的頻率相同。因此利用放在電磁波傳播空間中的導(dǎo)體，就可以接收到電磁波了。,發(fā)射的無線電波如何被接收到呢？,如何使我們需要的電磁波在接收天線中激起的感應(yīng)電流最強(qiáng)呢？,當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)。（這種現(xiàn)象叫做電諧振）,三.無線電波的接收,1、接收無線電波的裝置：,上圖為收音機(jī)的調(diào)諧電路,圖示為收音機(jī)的簡(jiǎn)單的調(diào)諧電路，通過可變電容改變調(diào)諧電路的固有頻率，使其與接收電臺(tái)的電磁波頻率相同，這個(gè)頻率的電磁波就在調(diào)諧電路里激起較強(qiáng)的感應(yīng)電流，這樣就選出了電臺(tái)。,三.無線電波的接收,三.無線電波的接收,放大至工作電路,解調(diào),（1）電諧振:當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng) ，這種現(xiàn)象叫電諧振.,三.無線電波的接收,（2）調(diào)諧和調(diào)諧電路,使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫調(diào)諧. 能夠調(diào)諧的電路叫調(diào)諧電路,調(diào)諧電路接收到的信號(hào)中既有傳遞的信息信號(hào)，又有高頻信號(hào)，這就需要我們將這兩種信號(hào)進(jìn)行分離。,（3）檢波（解調(diào)）,將電磁波中攜帶信息的信號(hào)從高頻振蕩信號(hào)中分離出來叫做檢波.,解調(diào)是調(diào)制的逆過程,調(diào)制：使電磁波隨各種信號(hào)而改變叫做調(diào)制。,調(diào)幅：使高頻遮擋的振幅隨信號(hào)而改變叫做調(diào)幅。,調(diào)頻：使高頻振蕩的頻率隨信號(hào)而改變叫做調(diào)頻。,電諧振：當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電路最強(qiáng)，這種現(xiàn)象叫做電諧振。,調(diào)諧：使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做調(diào)諧。,檢波：從接受到的高頻振蕩中“檢”出所攜帶的信號(hào)，叫做檢波。檢波是調(diào)制的逆過程，因此也叫解調(diào)。,相關(guān)概念解釋,點(diǎn)擊“”返回到相關(guān)鏈接的幻燈片,無線電波的傳播方式：,中波,中短波,超短波,超短波,長(zhǎng)波:波長(zhǎng)較長(zhǎng)，容易產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。長(zhǎng)波在地面?zhèn)鞑r(shí)能繞過障礙物（大山、高大建筑物）,長(zhǎng)波容易被電離層吸收；短波容易被電離層反射；微波容易穿過電離層。,微波: 頻率很高； 直線傳播。,我們生活的空間布滿了強(qiáng)弱不同的電磁波,我們又如何選出自己所需的無線電波呢?,二、無線電波的接收,1、當(dāng)接收電路的固有頻率跟要接收的電磁波的頻率相同時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)（這種現(xiàn)象叫做電諧振）,2、 調(diào)節(jié)接收電路的固有頻率使它與要接收的電磁波的頻率相同的過程叫做調(diào)諧。能夠調(diào)諧的接收電路叫做調(diào)諧電路。,可 變 電 容,3.檢波：從接收到的高頻振蕩中“檢”出所攜帶的信號(hào)，叫做檢波，它是調(diào)制的逆過程，因此也叫解調(diào)。,通常使用的無線電波的波長(zhǎng)范圍從幾毫米到幾千米，根據(jù)波長(zhǎng)或頻率把無線電波分成幾個(gè)波段，如下表所示：,1、要有效地發(fā)送低頻電信號(hào)，必須把低頻電信號(hào)附加在高頻載波上，這個(gè)過程在電磁波的發(fā)射過程中叫做（） A、調(diào)諧B、解調(diào) C、調(diào)制D、檢波,例與練,調(diào)制,2、轉(zhuǎn)換電視頻道時(shí)，選擇自己喜歡的電視節(jié)目，稱為（） A、調(diào)制B、調(diào)諧 C、解調(diào)D、調(diào)幅,例與練,調(diào)諧,3、用一平行板電容器和一個(gè)線圈組成LC振蕩電路，要增大發(fā)射電磁波的波長(zhǎng)，可采用的做法是 （ ） A.增大電容器兩極板間的距離 B.減小電容器兩極板間的距離 C.減小電容器兩極板正對(duì)面積 D.在電容器兩極板間加入電介質(zhì),【例4】一個(gè)LC接收回路，若要從接收較高頻率的電磁波變到接收較低頻率的電磁波，下列調(diào)節(jié)正確的是 （ ） A.增加諧振線圈的匝數(shù) B.在線圈中插入鐵芯 C.降低電源電壓 D.把可變電容器的動(dòng)片適當(dāng)旋進(jìn)些,電磁波與我們的生活,電視臺(tái)通過電磁波，將精彩的電視節(jié)目展現(xiàn)給我們。,移動(dòng)通信設(shè)備極大的方便了我們的聯(lián)系。,收音機(jī),無線上網(wǎng)設(shè)備,雷達(dá)設(shè)備在軍事、氣象等方面有廣泛的應(yīng)用。,通信衛(wèi)星,通信衛(wèi)星已經(jīng)滲入到生活的各個(gè)部分。,電磁波特點(diǎn)分析,電磁波具有波動(dòng)所特有的性質(zhì)干涉、衍射。,衍射遇到障礙物時(shí)，波動(dòng)能夠偏離直線繞過障礙物，繼續(xù)傳播。,相同的障礙物情況下，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象。,頻率越高，波長(zhǎng)越短，越能夠更好的沿直線傳播。,電磁波的傳播方式,地波傳播：因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)很長(zhǎng)，能夠很好的繞過障礙物，所以可以貼地面?zhèn)鞑ァｉL(zhǎng)波、中波、中短波。,天波傳播：波長(zhǎng)比較短，不容易衍射，容易被吸收，靠距地表50-幾百km的電離層反射傳播電磁波。短波,直線傳播：波長(zhǎng)非常短， 能夠穿透電離層，沿直線 傳播。微波,雷達(dá),雷達(dá)在軍事、飛機(jī)導(dǎo)航、氣象預(yù)測(cè)方面有巨大作用。,雷達(dá),雷達(dá)裝置主要有什么用？ 了解雷達(dá)用的是什么電磁波? 為什么可以根據(jù)雷達(dá)顯示屏看出離障礙物有多遠(yuǎn)？,雷達(dá)工作原理,測(cè)距：,利用發(fā)射與接收之間的時(shí)間差， 計(jì)算出物體的距離。,雷達(dá)所用電磁波特點(diǎn),微波（超短波）頻率高，波長(zhǎng)極短，沿直線傳播，能夠穿過電離層，受大氣影響小，收到的信號(hào)強(qiáng)且穩(wěn)定。,四、移動(dòng)電話,1.移動(dòng)電話是一個(gè)怎樣的儀器？,1.什么是“基站”？為什么要建設(shè)“基站”？,電磁波的危害,電磁波的危害,手機(jī)的危害原因,在待機(jī)狀態(tài)下，手機(jī)不斷的發(fā)射電磁波，與周圍環(huán)境交換信息。,手機(jī)在建立連接的過程中發(fā)射的電磁波特別強(qiáng)。,電磁波的危害,電磁波可能造成的傷害,手機(jī)釋放的電磁輻射對(duì)腦細(xì)胞的影響,電磁輻射的遺害會(huì)不斷累積在十至十五年后很可能出現(xiàn)更多因手機(jī)普及而導(dǎo)致的癌癥病例,電磁輻射對(duì)胎兒的發(fā)育起到極大的影響。容易導(dǎo)致胎兒畸形和發(fā)育不良。,手機(jī)危害的預(yù)防,移動(dòng)電話接通瞬間釋放的電磁波容易產(chǎn)生不好的影響，所以移動(dòng)電話響時(shí)，一秒后再聽手機(jī)。,如果身邊有其他電話可用，就不要使用手機(jī)。在使用手機(jī)時(shí)，可以采用手機(jī)專用耳機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離使用是比較有效的辦法。,休息時(shí)不要將手機(jī)置于枕頭邊。,注意手機(jī)的擺放位置。醫(yī)學(xué)專家建議我們，手機(jī)不用時(shí)最好放在包里，但不要放在胸前的口袋中，也不要直接掛在胸前。,手機(jī)危害的預(yù)防,多吃綠茶可以防范輻射。,使用綠色手機(jī)。 GSM標(biāo)準(zhǔn)的手機(jī)的輻射標(biāo)準(zhǔn)為0.62瓦，而采用CDMA技術(shù)的手機(jī)其輻射標(biāo)準(zhǔn)要小得多，所以CDMA手機(jī)被稱作綠色手機(jī)。,電磁污染,電磁污染 基本上是兩大類：一是自然界所固有的；再就是人在利用電磁能時(shí)形成的 目前在人類的生存環(huán)境中，自然界固有的電磁輻射的影響已相對(duì)較小，人為的電磁輻射的影響卻在迅速增大在我國(guó)近十幾年來電磁輻射的影響更是爆炸性的增強(qiáng)，“電氣煙霧”彌漫在我們周圍 作為人造電磁輻射源，它還涉及很多方面，例如，廣播電臺(tái)、電視臺(tái)、雷達(dá)、導(dǎo)航、通信、射電天文、氣象預(yù)測(cè)、醫(yī)療設(shè)備中的電針炙、核磁共振等，宇航方面的各種飛行器等電子設(shè)備都會(huì)輻射電磁波，家庭中使用的微波爐、紅外烤箱等家用電器，也都會(huì)產(chǎn)生電磁輻射,生活環(huán)境中充滿了電磁波，只要是使用電的電器用品，都會(huì)放出電磁波。墻壁中看不見的電線，也會(huì)使電磁波檢測(cè)筆嗶嗶叫。所以睡覺時(shí)不要太靠近裝有電線的墻壁，以免因電磁波影響而無法好好睡一覺。而現(xiàn)代人人手一手機(jī)，它的電磁波其實(shí)是很強(qiáng)的。在電腦前撥通手機(jī)，大家往往會(huì)發(fā)現(xiàn)電腦螢?zāi)婚W鑠不已。又在打開的收音機(jī)前撥通手機(jī)，收音機(jī)也受到很大的干擾。,微波爐的微波也是很強(qiáng)的電磁波，有人曾經(jīng)做過實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)微波抑制了植物的生長(zhǎng)！這個(gè)實(shí)驗(yàn)是將4盆綠豆苗分別放入微波爐中照射微波5秒、10秒、15秒、20秒後，移出置於空曠處。另外一盆完全不照射微波做為實(shí)驗(yàn)控制組。觀察這5盆綠豆芽每天的生長(zhǎng)進(jìn)度，發(fā)現(xiàn)不受微波照射的實(shí)驗(yàn)控制組，綠豆苗生長(zhǎng)正常。經(jīng)微波照射過後的植物，只有照射5秒的一盆尚有存活力，其他一概陸續(xù)枯萎，可見微波對(duì)生物的殺傷力。雖然如此，微波過的食物仍可食入，絕不會(huì)吃進(jìn)微波的！,另外也有人做微波使魚眼變白的實(shí)驗(yàn)，將魚眼睛放入微波爐中，照射微波九秒後觀察魚眼睛的變化。發(fā)現(xiàn)微波使魚眼睛煮熟了。 而當(dāng)人的眼晴暴露在微波中，人眼晴中的水晶體也會(huì)和魚眼睛一樣變白，於是再也看不見東西了，這就是所謂的白內(nèi)障。 因此當(dāng)媽媽使用微波爐煮點(diǎn)心時(shí)，小朋友千萬不要在微波爐的玻璃門外看著，以免視力會(huì)越來越差。,電磁波這麼可怕，我們?cè)撛觞N預(yù)防呢？（一）拔掉插頭可防止電磁波： 電器用品不使用時(shí)，最好將插頭拔掉，避免室內(nèi)環(huán)境受到電磁波的侵害。 （二）保持距離可減少電磁波： 沒錯(cuò)，距離越遠(yuǎn)，電磁波強(qiáng)度越弱。所以在使用電器用品像電腦、電視、電風(fēng)扇、吹風(fēng)機(jī)、微波爐、電磁爐時(shí)，都要遠(yuǎn)離這些電器用品，以策安全。,電磁泄密,磁泄露造成泄密 電磁輻射除了造成無法清理的磁污染外，低強(qiáng)度的電磁泄露會(huì)帶來意想不到的麻煩 法國(guó)某公司機(jī)要室附近停了一輛機(jī)動(dòng)車，車內(nèi)配備有電磁傳感器、高靈敏度接受機(jī)和簡(jiǎn)易信息處理系統(tǒng)車內(nèi)電子探測(cè)系統(tǒng)與機(jī)要室的電腦信息網(wǎng)絡(luò)之間無任何信息傳輸通道奇妙的是，車內(nèi)的顯示熒屏上展示的圖文信息，居然與機(jī)要室微機(jī)熒屏上顯示的信息完全一樣,這就是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)上的熒屏、機(jī)殼接縫、鍵盤、電纜接頭等處產(chǎn)箋電磁泄露，輻射到處間，它們可以被某些哪怕是簡(jiǎn)易的探測(cè)系統(tǒng)竊收和破譯目前，世界上不少國(guó)家都把美國(guó)作為電腦間諜活動(dòng)及信息破壞的對(duì)象為此，五角大樓堅(jiān)持每年撥款數(shù)十億美元，用來保障所有相關(guān)指揮系統(tǒng)的信息安全,小結(jié),二、無線電波的接收： 1、調(diào)諧：從電磁波中選出所要的信號(hào)的技術(shù)叫做調(diào)諧 2、解調(diào)：從載波中將聲音、圖象等信息“取”出叫解調(diào)。 三、移動(dòng)通信 手機(jī)同時(shí)是電磁波發(fā)射器和接收器。要靠強(qiáng)大的固定無線電臺(tái)（基站）轉(zhuǎn)接。,無線電通信作業(yè),作業(yè) P69：2 , 3,