| 网站首页 | 下载中心 | 雁过留声 | 电子入门 | 电子制作 | 家电影音 | 卫星电视 | 电子网址 | 电子资料 | 
Google
 
您现在的位置: 电子爱好者 >> 电子入门 >> 基础知识 >> 电磁波 >> 正文 用户登录 新用户注册
无线电波           ★★★ 【字体:
无线电波
作者:imefan    文章来源:本站原创    点击数:    更新时间:2008-2-7    

  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。无线电技术是通过无线电波传播声音或其他信号的技术。

  无线电技术的原理在于,导体中电流强弱的改变会产生无线电波。利用这一现象,通过调制可将信息加载于无线电波之上。当电波通过空间传播到达收信端,电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。通过解调将信息从电流变化中提取出来,就达到了信息传递的目的。

  从科学的角度来说,电磁波是能量的一种,凡是能够释出能量的物体,都会释出电磁波。正像人们一直生活在空气中而眼睛却看不见空气一样,人们也看不见无处不在的电磁波。

产生

  电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面,变动的电会产生磁,变动的磁则会产生电。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场,这就是电磁场,而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波,电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般,因此被称为电磁波,也常称为电波。

性质

  电磁波频率低时,主要藉由有形的导电体才能传递。原因是在低频的电振荡中,磁电之间的相互变化比较缓慢,其能量几乎全部反回原电路而没有能量辐射出去;电磁波频率高时即可以在自由空间内传递,也可以束缚在有形的导电体内传递。在自由空间内传递的原因是在高频率的电振荡中,磁电互变甚快,能量不可能全部反回原振荡电路,于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去,不需要介质也能向外传递能量,这就是一种辐射。

  电磁波为横波。电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直。振幅沿传播方向的垂直方向作周期性交变,其强度与距离的平方成反比,波本身带动能量,任何位置之能量功率与振幅的平方成正比。

  其速度等于光速c(每秒3×10的8次方米)。在空间传播的电磁波,距离最近的电场(磁场)强度方向相同,其量值最大两点之间的距离,就是电磁波的波长λ,电磁每秒钟变动的次数便是频率f。三者之间的关系可通过公式c=λf。

  通过不同介质时,会发生折射、反射、绕射、散射及吸收等等。电磁波的传播有沿地面传播的地面波,还有从空中传播的空中波以及天波。波长越长其衰减也越少,电磁波的波长越长也越容易绕过障碍物继续传播。

无线电的用途

  无线电的最早应用于航海中,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:

通信

 声音

  *声音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,由此在接收机产生断续的声音信号,即摩尔斯电码。

  *调幅广播可以传播音乐和声音。调幅广播采用幅度调制技术,即话筒处接受的音量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音乐和声音。对频率调制而言,话筒处接受的音量越大对应发射信号的频率越高。调频广播工作于甚高频段(VeryHighFrequency,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话音电台应用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伴音的16KHz带宽,保真度上不得不作出牺牲。

  *民用或军用高频话音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(TerrestialTrunkedRadio,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。

电话

  *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:GSM,CDMA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

电视

  *通常的模拟电视信号采用将图像调幅,伴音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。

紧急服务

  *无线电紧急定位信标(emergencypositionindicatingradiobeacons,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。

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(QuadratureAmplitudeModulation,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。

  *IEEE802.11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11Mbps或54Mbps。

辨识

 *利用主动及被动无线电装置可以辨识以及表明物体身份。

其它

  *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。

导航

  *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。

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。优亮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。

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。)

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。

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。
文章录入:imefan    责任编辑:ImEfan 
  • 上一篇文章: 没有了

  • 下一篇文章:
  • 发表评论】【加入收藏】【告诉好友】【打印此文】【关闭窗口
    最新热点 最新推荐 相关文章
    无线电波简介
    电磁波通信距离估算
    电磁波传输
    电磁波频谱和波段划分