《電子技術(shù)應(yīng)用》
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無線電波的傳播方式
摘要: 無線電波通過多種傳輸方式從發(fā)射天線到接收天線,。主要有自由空間波,,對流層反射波,,電離層波和地波,。表面波傳播,,就是電波沿著地球表面到達接收點的傳播方式,,如下圖中1所示。電波在地球表面上傳播,,以繞射方式可以到
Abstract:
Key words :

無線電波通過多種傳輸方式從發(fā)射天線到接收天線,。主要有自由空間波,對流層反射波,,電離層波和地波,。

表面波傳播,就是電波沿著地球表面到達接收點的傳播方式,,如下圖中1所示,。電波在地球表面上傳播,以繞射方式可以到達視線范圍以外,。地面對表面波有吸收作用,,吸收的強弱與帶電波的頻率,地面的性質(zhì)等因素有關(guān),。

天波傳播,,就是自發(fā)射天線發(fā)出的電磁波,在高空被電離層反射回來到達接收點的傳播方式,。如下圖中2所示,。電離層對電磁波除了具有反射作用以外,還有吸收能量與引起信號畸變等作用,。其作用強弱與電磁波的頻率和電離層的變化有關(guān),。

散射傳播,就是利用大氣層對流層和電離層的不均勻性來散射電波,,使電波到達視線以外的地方,。如下圖中4所示。對流層在地球上方約10英里處,,是異類介質(zhì),,反射指數(shù)隨著高度的增加而減小。

外層空間傳播,,就是無線電在對流層,,電離層以外的外層空間中的傳播方式。如下圖中的5所示,。這種傳播方式主要用于衛(wèi)星或以星際為對象的通信中,,以及用于空間飛行器的搜索,,定位,更蹤等,。自由空間波又稱為直達波,,沿直線傳播,用于衛(wèi)星和外部空間的通信,,以及陸地上的視距傳播,。視線距離通常為50km左右。

無線電波的傳播特性

所謂微波是一種具有極高頻率(通常為300MHz~300GHz),波長很短,,通常為1m~1mm的電磁波,。在微波頻段,由于頻率很高,,電波的繞射能力弱,,所以信號的傳輸主要是利用微波在視線距離內(nèi)的直線傳播,又稱視距傳播,。這種傳播方式,,雖然與短波相比,具有傳播較穩(wěn)定,,受外界干擾小等優(yōu)點,,但在電波的傳播過程中,卻難免受到地形,,地物及氣候狀況的影響而引起反射,,折射,散射和吸收現(xiàn)象,,產(chǎn)生傳播衰落和傳播失真,。

微波擴頻通信技術(shù)特點是利用偽隨機碼對輸入信息進行擴展頻譜編碼處理,然后在某個載頻進行調(diào)制以便傳輸,。屬于中程寬帶通信方式,。微波擴頻通信技術(shù)來源于軍事領(lǐng)域,主要開發(fā)目的是對抗電子戰(zhàn)干擾,。

微波通信與微波應(yīng)用簡介#e#

微波通信與微波應(yīng)用簡介
 
  微波擴頻通信具有以下特點:

建設(shè)無線微波擴頻通信系統(tǒng)目前無需申請,、帶寬較高、建設(shè)周期短,; 

一次性投資,、建設(shè)簡便、組網(wǎng)靈活,、易于管理,,設(shè)備可再次利用 ;

相連單位距離不能太遠,,并且兩點直線范圍內(nèi)不能有阻擋物,; 

抗噪聲和干擾能力強,,具極強的抗窄帶瞄準式干擾能力,適應(yīng)軍事電子對抗,; 

能與傳統(tǒng)的調(diào)制方式共用頻段,; 

信息傳輸可靠性高; 

保密性強,,偽隨機噪聲使得信號不易被發(fā)現(xiàn)而有利于防止竊聽,; 

多址復(fù)用,可以采用碼分復(fù)用實現(xiàn)多址通信,; 
 
  設(shè)備使用壽命較長。
  
  除了通信方面,,微波在其他地方也大顯身手,。首推雷達,現(xiàn)代雷達大多數(shù)是微波雷達,,利用微波工作的雷達可以使用尺寸較小的天線,,來獲得很窄的波束寬度以獲得關(guān)于被測目標性質(zhì)的更多的信息。 還有無線電輻射計,,微波爐等等,。要想具體了解,請看下回分解,。

在微波通信中,,電磁波的單位是赫茲(Hz)。德國物理學(xué)家赫茲關(guān)于電磁波的實驗,,為微波技術(shù)的發(fā)展開拓了新的道路,,構(gòu)成了現(xiàn)代文明的骨架,后人為了紀念他,,把頻率的單位定為赫茲,。讓我們從下面的故事中來了解一下這位偉大的物理學(xué)家。

赫茲是一個短命的物理學(xué)家,。他于1894年逝世時,,年僅37歲,這無疑是物理學(xué)界的巨大損失,。他從21歲考人柏林大學(xué)直到不幸去世,,進行科學(xué)研究不足15年,然而卻建立了永垂青史的功績,。

赫茲以前,,由法拉第發(fā)現(xiàn)、麥克斯韋完成的電磁理論,,因為未經(jīng)一系列的科學(xué)實驗證明,,始終處于“預(yù)想”階段,。把天才的預(yù)想變成世人公認的真理,是赫茲的功勞,。赫茲在人類歷史上首先捕捉到電磁波,,使假說變成了現(xiàn)實。

要獲得電磁波,,就必須建立一個輻射電磁波源,,這個電磁波輻射源還應(yīng)當有足夠的功率。名師出高徒,,赫茲的恩師赫爾姆霍茨是一位理論和實驗俱佳的卓越物理學(xué)家,。在他的指導(dǎo)和幫助下,赫茲很快制成了電磁波輻射源,,當時它被稱作赫茲振蕩器,。

當實驗設(shè)備基本備齊以后,赫茲投入了實驗過程,。這時,,他作為卡爾斯魯厄大學(xué)的年輕教授,每周需承擔(dān)20幾節(jié)課的教學(xué)任務(wù),,這使他只能從課余擠時間進行實驗,。

這一天,赫茲正在上課,。“今天的課就講到這里,,再見,先生們,!”赫茲教授說完,,急忙將幾頁記得密密麻麻的記錄紙準備好,焦急地等待最后一個學(xué)生離開教室,。到下一節(jié)課還有三個小時,,這段時間應(yīng)該好好的利用,再作一次實驗,。

“卡爾,,我們開始吧!”他呼喚一直等候他的技師,。二人很快把教室講臺當成實驗臺,。這里是赫茲作試驗的唯一場所,因為卡爾斯魯厄大學(xué)給他的地方實在是太小了,。

赫茲習(xí)慣性地首先檢查諧振器,,將諧振器放到高振蕩器有一定距離的地方,使諧振器的平面與振蕩器上放電器的軸相吻合。實驗開始,,赫茲和技師卡爾立刻忙碌起來,,過了一個多小時,火花還是沒有迸發(fā)出來,。當把各種可能發(fā)生的情況,,都進行檢查后仍然毫無結(jié)果,他們疲憊不堪地坐在桌旁,。

赫茲已經(jīng)記不得這是第幾次失敗了,。從一開始實驗,他就像與成功無緣似的,,麥克斯韋預(yù)言過,,電磁振蕩波一樣可以折射、反射,,具有波的一切屬性,。

在這個房間,他借助振蕩器和諧振器已經(jīng)證實了從電磁輻射源發(fā)出的電磁場,,就是電磁波??墒?,現(xiàn)在他想證明電磁波具有像光一樣的反射性能,他打算把 反射的電磁波記錄下來,,然而卻一直沒有成功,。

冥思苦想,新的思路終于誕生了,。經(jīng)過調(diào)諧電磁輻射源的內(nèi)部要素,,加大每秒鐘振蕩的次數(shù),赫茲終于證明了電磁波具有光一樣的反射性能,。在以后的工作中,,赫茲悉心研究了電磁波的折射、干涉,、偏振和衍射等現(xiàn)象,,并且證明了它們的傳播速度等于光速,這樣,,赫茲第一個證實了光從其本質(zhì)上說也是一種電磁波的問題,。

1898年,赫茲在應(yīng)邀擔(dān)任波恩大學(xué)物理學(xué)教授的赴任途中,,欣聞自己的著作《論電力射線》已經(jīng)出版,,感到無限欣慰。

發(fā)現(xiàn)電磁波產(chǎn)生的巨大影響,連赫茲本人也沒料到,。在他發(fā)現(xiàn)電磁波的第二年,,有人問他,電磁波是否可以用作無線電通訊,,赫茲不敢肯定,。赫茲研究電磁波無意中丟下的種子,卻很快在異地開花結(jié)果了,。

在發(fā)現(xiàn)電磁波不到6年,,意大利的馬可尼、俄國的波波夫分別實現(xiàn)了無線電傳播,,并很快投入實際使用,。其他利用電磁波的技術(shù),也像雨后春筍般相繼問世,。無線電報(1894年),、無線電廣播(1906年)、無線電導(dǎo)航(1911年),、無線電話(1916年),、短波通訊(1921年)、無線電傳真(1923年),、電視(1929年),、微波通訊(1933年)、雷達(1935年),,以及遙控,、遙感、衛(wèi)星通訊,、射電天文學(xué)……它們使整個世界面貌發(fā)生了深刻的變化,。

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