第二章電波與天線

1、一、電波的輻射與傳播電生磁磁生電交替變化的電磁場(chǎng)向空間輻射1.電波的形成2.電波的頻率與波長電波的傳播速度 3108m/s(自由空間)波長 電波在一個(gè)周期內(nèi)的傳播距離 電波頻率 周期T 的倒數(shù)關(guān)系 =T =/ 或= 3. 電波波段的劃分波段名稱波長范圍頻段名稱頻率范圍極 長 波100 000m以上極低頻(ELF)3kHz以下超 長 波100 000ml0 000m甚低頻(VLF)3kHz30kHz長 波10 000ml 000m低 頻(LF)30kHz300kHz中 波1000ml 00m中 頻(MF)300kHz3MHz短 波100ml0m高 頻(HF)3MHz30MHz超 短 波10mlm

2、甚高頻(VHF)30MHz300MHz微波1m以下特高頻(UHF)300MHz以上地面系統(tǒng)：MF/HF波段（1.6 27.5MHz） VHF波段 （156 174 MHz）衛(wèi)星系統(tǒng)： 微波波段 （1.5 1.6 GHz / 4 6 GHz）4. 電波的傳播途徑 地波傳播電波沿地球表面?zhèn)鞑?以繞射方式傳播 通常越大/ 越低，繞射距離越遠(yuǎn) 地波傳播空間波傳播電離層波（天波）傳播長波及以上波可傳播幾千甚至幾萬公里，中波可傳播幾百公里，短波沿地面?zhèn)鞑ヒ话悴怀^l00公里超短波、微波一般不通過地波傳播 特點(diǎn)：存在衰減（ ，衰減 ） 信號(hào)比較穩(wěn)定、可靠 空間波傳播電波在空間直線傳播，或經(jīng)地面反射傳播，或經(jīng)

3、衛(wèi)星中繼傳播特點(diǎn)：傳輸?shù)淖钸h(yuǎn)距離是視距 地面系統(tǒng)空間波傳播距離較近（幾十公里）短波、中波、長波及以上波長的波，不能通過空間波傳播，超短波、微波可通過空間波傳播。 采取微波接力傳輸 增加天線高度 電離層波（天波）傳播電波經(jīng)電離層反射傳播，或經(jīng)電離層和地面的多次反射傳播電離層的形成和結(jié)構(gòu)：太陽光照射氣體分子電離 離子 自由電子電離層特點(diǎn)： 白天存在D、E、F1、F2層 不穩(wěn)定 夜間只存在 E、 F2 層 E層比F層相對(duì)穩(wěn)定 電離層對(duì)電波的反射與衰減：電離層對(duì)電波有吸收作用隨 ，吸收作用(衰減)min max短波波段 太陽活動(dòng)對(duì)電離層的影響： 太陽風(fēng)暴（向宇宙空間釋放的大量帶電粒子流 ）太陽黑子 光

4、球表面出現(xiàn)的黑斑點(diǎn)。太陽耀斑 在黑子群上空突然出現(xiàn)且迅速發(fā)展的閃耀亮斑 電離層擾動(dòng) 通信受影響1.長波和超長波 地波形式傳播傳播穩(wěn)定2.中波 白天：地波形式傳播 夜間：地波+天波(E層反射) 存在衰落（收點(diǎn)信號(hào)忽大忽小）3.短波 地波（傳播距離較近） 天波（傳播較遠(yuǎn)，但不穩(wěn)定）4.超短波和微波 空間波視距傳播 傳播距離較近,信號(hào)穩(wěn)定二、各波段電波傳播特點(diǎn) 短波通信中的衰落 增大發(fā)射功率 高增益的收/發(fā)天線 采用單邊帶通信 短波信號(hào)的傳播 電離層變化對(duì)短波通信的影響 同頻率信號(hào)晚間比白天傳的遠(yuǎn) 白天要實(shí)現(xiàn)與晚間相同的距離 應(yīng)提高發(fā)射頻率 晚間要實(shí)現(xiàn)與白天相同的距離 可降低發(fā)射頻率 短波通信的寂靜

5、區(qū) 適當(dāng)降低工作頻率及天線的架設(shè)高度 以保證通信 短波通信的寂靜區(qū)r2 天波與地波間的寂靜區(qū)r1天波有效區(qū)寂靜區(qū)地波有效區(qū)T電離層Tr1地波區(qū)寂靜區(qū)天波區(qū)r2 寂靜區(qū)的產(chǎn)生躍距盲區(qū)三、無線電通信系統(tǒng)1.無線電通信系統(tǒng)的組成模擬通信系統(tǒng)模擬通信系統(tǒng)以模擬方式傳輸信息的系統(tǒng)以模擬方式傳輸信息的系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng)以數(shù)字方式傳輸信息的系統(tǒng)以數(shù)字方式傳輸信息的系統(tǒng)傳遞的信息語音、文字圖象、數(shù)據(jù)信息源發(fā)送器傳輸信道信息宿接收器信息變換適應(yīng)信道傳輸噪聲調(diào)幅（AM）調(diào)頻（FM）調(diào)相(PM) 移幅鍵控(ASK)移頻鍵控(FSK)移相鍵控(PSK) 抗干擾能力強(qiáng) 為什么要進(jìn)行調(diào)制？電磁波輻射傳播的條件

6、天線無法滿足要求 天線尺寸應(yīng)至少為被輻射信號(hào)波長的十分之一以上 基帶信號(hào)的頻率范圍相同 收方無法選出所要的信號(hào)2. 無線電通信中的調(diào)制與解調(diào)調(diào)制：發(fā)端 基帶信號(hào) 射頻信號(hào)解調(diào)：收端 射頻信號(hào) 基帶信號(hào) 原始電信號(hào) 頻譜搬移 幾個(gè)術(shù)語：調(diào)制信號(hào) 、載波信號(hào)、已調(diào)信號(hào)3. 無線電通信中的信號(hào)與噪聲信號(hào)的表示方法數(shù)學(xué)表達(dá)式波形圖頻譜圖t噪聲內(nèi)部噪聲外部噪聲工業(yè)干擾電臺(tái)間的干擾天電干擾宇宙干擾信噪比 噪聲系數(shù)NF Si/Ni與So/No比值 信號(hào)質(zhì)量的表示信號(hào)的平均功率S噪聲的平均功率N信噪比噪聲影響NF 1，越接近1，噪聲越小四、船舶常用的中、短波天線1. 天線的主要特性作用：承擔(dān)高頻電流能量與電磁

7、波能量的轉(zhuǎn)換、電磁波輻射 天線的方向性 電磁波能量輻射的方向。通常用電波在 垂直面和水平面的輻射方向來表征。 天線的輻射效率 = 天線的輻射功率P0/饋送到天線上的總功率Pi 1，天線損耗越小越好 天線的輻射電阻Rr Rr= P0/I2 , 越大，輻射能力越強(qiáng) 天線的互易性 同一個(gè)天線作為發(fā)射和接收，其特性是相同的，可以互換使用。2. 中、短波天線種類MF/HF 設(shè)備的天線 主用發(fā)射天線主用接收天線DSC值守機(jī)接收天線 垂直天線T型/倒L型天線鞭狀天線直立桅桿天線頂拉索拉索直立桅桿天線絕緣子至電臺(tái)至電臺(tái)甲板普通鞭狀天線含側(cè)鞭的鞭狀天線至電臺(tái)甲板側(cè)鞭輻射電阻與長度成正比盡可能增加天線長度加頂3.

8、 天線的維護(hù)和保養(yǎng)看 面上檢查做 內(nèi)部檢查拉繩、拉環(huán)、絕緣子支架、電纜饋線接頭檢查匹配信號(hào)強(qiáng)度調(diào)協(xié)試驗(yàn)1無線電波的傳播速度、頻率和波長三者之間有何關(guān)系?2在GMDSS中，地面和衛(wèi)星通信系統(tǒng)設(shè)備主要工作在 哪些波段？3無線電波傳播的途徑有哪些？各波段傳輸有哪些 主要特點(diǎn)?4電離層的形成、結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)？5無線電通信系統(tǒng)的基本組成主要包括哪些部分？6調(diào)制與解調(diào)、信噪比與噪聲系數(shù)的基本概念。信噪比與噪聲系數(shù)參數(shù)與噪聲影響有何關(guān)系?7、目前，船用MF/HF通信設(shè)備常采用什么天線？加側(cè)鞭的目的是什么？思 考 題畫出他們的關(guān)系線超短波微波地波天波空間波長波超長波中波短波傳播方式最不穩(wěn)定傳播方式最穩(wěn)定傳播距離為視距存在盲區(qū)效應(yīng)存在盲區(qū)效應(yīng)存在衰落存在衰落太陽活動(dòng)影太陽活動(dòng)影響最大響