• 正文
    • 1.无线电波是什么
    • 2.无线电波的特点
    • 3.无线电波波长范围
    • 四、无线电波的应用
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无线电波

2021/12/01 10:09 作者:张敏轩
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无线电波是频率介于3赫兹和约300G赫之间的电磁波,也作射频电波,或简称射频、射电。无线电技术将声音讯号或其他信号经过转换,利用无线电波传播。

1.无线电波是什么

无线电波是指在自由空间(包括空气和真空)传播的射频频段的电磁波。传播方式有直射、反射、折射、穿透、绕射(衍射)和散射等。无线电波的波长越短、频率越高,相同时间内传输的信息就越多,相反的,频率越低,传播损耗越小,覆盖距离越远,绕射能力也越强。但是低频段的频率资源紧张,系统容量有限,因此低频段的无线电波主要应用于广播、电视、寻呼等系统。

2.无线电波的特点

1、长波传播的特点:长波的传播比较稳定

2、中波传播的特点:中波能以表面波或天波的形式传播,波长在3000-2000米的无线电通信,用无线或表面波传播,接收场强都很稳定,可用以完成可靠的通信。

3、短波传播的特点:短波可以靠表面波和天波传播,地面吸收较强。

4.超短波和微波传播的特点:超短波,微波的频率很高,表面波衰减很大,超短波,微波一般不用表面波,天波的传播方式,只能用空间波。

3.无线电波波长范围

长波:波长>1000,频率300KHz-30KHz

中波:波长100M-1000M,频率300KHz-3000KHz

短波:波长100M-10M,频率3MHz~30MHz

超短波:波长1M-10M,频率30MHz-300MHz,亦称甚高频(VHF)波、米波

微波:波长1M-0.1MM,频率300MHz-3THz

四、无线电波的应用

线电最早应用于航海中,使用摩尔斯电报在船与陆地间传递信息。现在,无线电有着多种应用形式,包括无线数据网,各种移动通信以及无线电广播等。

以下是一些无线电技术的主要应用:

1、航海

广播的最早形式是航海无线电报。它采用开关控制连续波的发射与否,由此在接收机产生的信号,即摩尔斯电码

* 调幅广播可以传播电台信号。调幅广播采用幅度调制技术,即接受的强度越大则电台发射的能量也越大。这样的信号容易受到诸如闪电或其他干扰源的干扰。* 调频广播可以比调幅广播更高的保真度传播电台信号。对频率调制而言,带宽越大对应发射信号的频率越高。调频广播工作于甚高频段(Very High Frequency,VHF)。频段越高,其所拥有的频率带宽也越大,因而可以容纳更多的电台。同时,波长越短的无线电波的传播也越接近于光波直线传播的特性。

* 调频广播的边带可以用来传播数字信号如,电台标识、节目名称简介、网址、股市信息等。在有些国家,当被移动至一个新的地区后,调频收音机可以自动根据边带信息自动寻找原来的频道。

* 航海和航空中使用的电台应用VHF调幅技术。这使得飞机和船舶上可以使用轻型天线。

* 政府、消防、警察和商业使用的电台通常在专用频段上应用窄带调频技术。这些应用通常使用5KHz的带宽。相对于调频广播或电视的带宽,保真度上不得不作出牺牲。

* 民用或军用高频服务使用短波用于船舶,飞机或孤立地点间的通讯。大多数情况下,都使用单边带技术,这样相对于调幅技术可以节省一半的频带,并更有效地利用发射功率。

* 陆地中继无线电(Terrestial Trunked Radio, TETRA)是一种为军队、警察、急救等特殊部门设计的数字集群电话系统。

*业余无线电是无线电爱好者参与的无线电台通讯。业余无线电台可以使用整个频谱上很多开放的频带。爱好者使用不同形式的编码方式和技术。有些后来商用的技术,比如调频,单边带调幅,数字分组无线电和卫星信号转发器,都是由业余爱好者首先应用的。

2、通话

*蜂窝电话或移动电话是当前最普遍应用的无线通信方式。蜂窝电话覆盖区通常分为多个小区。每个小区由一个基站发射机覆盖。理论上,小区的形状为蜂窝状六边形,这也是蜂窝电话名称的来源。当前广泛使用的移动电话系统标准包括:GSMCDMA和TDMA。少数运营商已经开始提供下一代的3G移动通信服务,其主导标准为UMTS和CDMA2000。

*卫星电话存在两种形式:INMARSAT 和 铱星系统。两种系统都提供全球覆盖服务。 INMARSAT使用地球同步卫星,需要定向的高增益天线。铱星则是低轨道卫星系统,直接使用手机天线。

3、视频

* 通常的模拟电视信号采用将图像调幅,调频并合成在同一信号中传播。

* 数字电视采用MPEG-2图像压缩技术,由此大约仅需模拟电视信号一半的带宽。

4、紧急服务

* 无线电紧急定位信标 (emergency position indicating radio beacons,EPIRBs), 紧急定位发射机或 个人定位信标是用来在紧急情况下对人员或测量通过卫星进行定位的小型无线电发射机。它的作用是提供给救援人员目标的精确位置,以便提供及时的救援。

5、数据传输

*数字微波传输设备、卫星等通常采用正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)。QAM调制方式同时利用信号的幅度和相位加载信息。这样,可以在同样的带宽上传递更大的数据量。

* IEEE 802.11是当前无线局域网的标准。它采用2GHz或5GHz频段,数据传输速率为11 Mbps或54 Mbps。

6、导航

* 利用主动及被动无线电装置可以辨识以及表明物体身份。

* 所有的卫星导航系统都使用装备了精确时钟的卫星。导航卫星播发其位置和定时信息。接收机同时接受多颗导航卫星的信号。接收机通过测量电波的传播时间得出它到各个卫星的距离,然后计算得出其精确位置。

* Loran系统也使用无线电波的传播时间进行定位,不过其发射台都位于陆地上。

* VOR系统通常用于飞行定位。它使用两台发射机,一台指向性发射机始终发射并象灯塔的射灯一样按照固定的速率旋转。当指向型发射机朝向北方时,另一全向发射机会发射脉冲。飞机可以接收两个VOR台的信号,从而通过推算两个波束的交点确定其位置。

* 无线电定向是无线电导航的最早形式。无线电定向使用可移动的环形天线来寻找电台的方向。

7、雷达

* 雷达通过测量反射无线电波的延迟来推算目标的距离。并通过反射波的极化和频率感应目标的表面类型。

* 导航雷达使用超短波扫描目标区域。一般扫描频率为每分钟两到四次,通过反射波确定地形。这种技术通常应用在商船和长距离商用飞机上。* 多用途雷达通常使用导航雷达的频段。不过,其所发射的脉冲经过调制和极化以便确定反射体的表面类型。优良的多用途雷达可以辨别暴雨、陆地、车辆等等。

* 搜索雷达运用短波脉冲扫描目标区域,通常每分钟2-4次。有些搜索雷达应用多普勒效应可以将移动物体同背景中区分开来。

* 寻的雷达采用于搜索雷达类似的原理,不过对较小的区域进行快速反复扫描,通常可达每秒钟几次。

*气象雷达与搜索雷达类似,但使用圆极化波以及水滴易于反射的波长。有些气象雷达还利用多普勒效应测量风速。

8、加热

*微波炉利用高功率的微波对食物加热。(注:一种通常的误解认为微波炉使用的频率为水分子的共振频率。而实际上使用的频率大概是水分子共振频率的十分之一。)

9、动力

* 无线电波可以产生微弱的静电力和磁力。在微重力条件下,这可以被用来固定物体的位置。
* 宇航动力:有方案提出可以使用高强度微波辐射产生的压力作为星际探测器的动力。

10、天文学

* 是通过射电天文望远镜接收到的宇宙天体发射的无线电波信号可以研究天体的物理、化学性质。这门学科叫射电天文学。

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