无线电基础知识(20240904乌鲁木齐 ).docx

第一单元无线电基本学问什么是波？波是是振动在物质中传播能量的一种形式，我们常见的波有机械波（如声波、水波）、电磁波（无线电波、宇宙射线、光波）等。正弦波：正弦波是频率成分最为单一的一种信号，这种信号的波形是数学上的正弦曲线。对于一个正弦量来说，假如幅值、频率、初相位确定了，那么这个正弦量就完全确定To幅值、频率（与周期是倒数关系）、初相位称为正弦量的三要素。正弦波可表达为：Asin（t+）,其中：A为振幅；3为角频率（3=2nf,f为频率）；由为初相位（描述波前状态的量）。初相位zV周期二1/频率正弦波波形频率：声波或交变电流(或电压)在单位时间内完成周期性变更的次数，称为频率，单位:赫芝(Hz)o例如；沟通市电的频率为50Hz；声音信号的频率范围为20Hz-20000Hz；我国所处地区中波广播放射信号的频率范围为526.5-1606.5kHz,我国调频广播放射信号的频率范围为87-108MHz。困难信号的频率成分：一般信号（例如语音信号和音乐信号等）都是由很多不同频率、不同幅度的正弦信号组成的。反过来说，一个困难信号可以分解为很多不同频率、不同幅度的的正弦信号。为分析问题简洁起见，通常运用单一频率的正弦信号。复杂信号波形复杂信号频率组成波长:沿着波的传播方向，两个相邻的同相位质点间的距离叫做“波长”。它是指波动媒质中，随意两个相位差为2Ii的质点之间的距离。在质点振动的一个周期内，振动状态传播的距离恰是一个波长。波长反映了波在空间上的周期性。波长最长的无线电从长波，到中波，短波，微波，然后是红外，可见光，紫外，X光，直到波长最短的伽玛射线波速：单位时间内波形传播的距离，称波速。通常以V表示，单位是米/秒。声波在空气中传播的速度为340ms（温度为15。C时，温度上升时略有增加）。真空下的电磁波波速为299792458ms,近似为30万千米每秒，而在任何介质中电磁波波速均小于这一数值。波速（V）与波长（）和频率（f）的关系：V=f电磁波：电磁波是在空间传播的交变电磁场，即电磁波是由交变电场和交变磁场构成的。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。无线电波和光线、X射线、Y射线等都是波长不同的电磁波。由于磁波不须要借助导线，在空间就可以传播，因此也称为无线电波。电磁波的波长从最长的无线电长波，到中波，短波，微波，然后是红外，可见光，紫外线，X光，直到波长最短的伽玛射线。1电磁波传播过程示意图怎样产生电磁波波？利用电磁波进行通信的设备，都是靠振荡电路产生电磁波的，振荡电路是一种可以产生肯定频率的振荡电流的电路。经过相应的处理，最终利用天线来放射电磁波。无线电波段划分无线电波频段划分序号频段名称频率范围波段名称波K范圉1极低频(E1.F)<30Hz极长波>IOMm2超低超(S1.F)30300HZ超长波10-IMm3特低频(U1.F)30030Hz特长波1000100km4从:低频(V1.F)330kHz林长波100IOkm5低频(1.F)30300kHz长波10-Ikm6中频(MF)330kHz中波IO-1m7高频(HF)33OMHz短波lIOm8技高频(VHF)3O3OOMHz米波10Im9特高频(UHF)33OOOMHz微波分米波10Idm10超高频(SHF)330GHz厘米波10Icm11极高频(EHF)3O3OOCHz毫米波101mm123003000GHZ亚奉米波1-0.Imm什么是调制？振荡电路产生的电磁波是高频振荡，节目信号的频率(例如音频信号)比较低，为了传输节目，用节目信号限制高频振荡的参数(振幅、频率或相位)，称为调制。通过调制，节目信号的频谱就搬迁到高频的范围。一方面可以实现有效传输，另一方面通过支配不同的载波频率，就将不同的节目支配在不同的频道(频率指配)，不会发生相互干扰，便于接收端通过选择频率得到相应的节目。常用的调制方法有调幅、调频和调相。节目信号通过调制实现频谱搬迁示意图什么是天线？是一种变换器，在放射端，放射机产生的高频信号通过馈线或馈管送往天线，通过天线变换成在无界媒介（通常是自由空间）中传播的电磁波，或者进行相反的变换，大大增大了电磁波的传播效率。其次单元广播一、调幅广播1、什么是调幅广播？由振荡电路产生的高频振荡信号的频率和幅度是固定的，这种信号称为“载波”,它是不携带信息的；通过相应的方法，限制高频振荡的幅度，让其振荡的瞬时幅度随着声音信号的变更规律线性变更，那么这样的高频振荡就携带有声音信息，称为调幅度，简称调幅。经过调幅的电波叫调幅波。它保持着高频载波的频率特性，但包络线的形态则和所传递的信号波形相像。接收机通过对调幅波包络检波（解调），就能复原出声音信号。2、调幅原理调幅原理方框图单音调制时调幅波的波形3、调幅波的解调调幅波的解调通常运用包络检波器，包络检波器由非线性器件和低通滤波器组成。检波器的输入信号为调幅波，输出信号就是放射端的调制信号，即节目信号。iUo段线性器件A低通泄波器A包络检波器组成方块图4、中波广播中波广播属于调幅广播(AM广播)，是载波频率处于中波波段的广播。依据国际电信联盟(ITU)的规范，在台湾、港澳、中国大陆所属的第三区(Region3)中，中波广播运用526.5kHz-1606.5kHz的中频频段，各频道中心频率数字为9的倍数，自531kHz-1602kHz,频道间隔为9kHzo美洲所在的其次区(Region3),则运用520kHz-1,61OkHZ,频道间隔10kHzo中波广播白天依靠地波传播，夜间靠地波和天波传播。5、短波广播短波广播是载波频率范围处于2.3MHz-27MHz（在该范围中，有若干个频段作广播用，有些频段是支配给通信或其他应用）的短波波段的调幅广播。无论白天和夜间，短波电波的传播是通过电离层的反射传播的，因此，传播距离很远，特殊适合用于国际广播。6、广播信号传输系统（1）广播节目制作与播出中心主要设备和系统；话筒、录音机、调音台、监听设备中心限制系统等话筒（麦克风，传声器）：声电转换器件,它将声音信号变为音频电信号。广播节目可分为语言节目与文艺节目两大类，经话筒得到的音频电信号可以干脆通过广播信号传输系统传送（称为直播），多数状况下是通过录制载体记录，在须要播出时重放。特殊是质量要求很高的文艺节目，有比较困难的节目制作流程。有了录制载体，也便于节目交换和随时调用。录制载体：盘式磁带盒式磁带循环磁带激光唱片硬磁盘硬光盘等播出形式：直播、录播和转播。（2）节目源的传输将广播节目从广播中心送往地处郊区的放射台，70年头以前主要是通过音频电缆（数百公里以外的放射台，依靠运用定向天线的短波传送)。后来采纳微波和卫星技术以及光缆。史播室节目控制室广播电台播事系统(3)放射台对于大型放射台来说，有很多放射机，运用不同的频率对不同的覆盖区域放射很多套不同的节目。这样的放射台就通过自己的节目调度中心，将通过上述手段得到的广播节目依据节目运行时刻表安排到相应的放射机的信号输入端。最终，通过放射机处理，其输出信号经天线交换系统和馈线，送往天线放射。通过电磁波传送到听众的接收机。发射台发射台系统7、放射机的系统组成中、短波放射机是调幅放射机。实现调幅可以通过不同的方式。放射机主要由以下系统组成：射频系统、音频系统、限制系统、冷却系统、监测系统和电源系统。乙类阳极调幅发射机力框图8、调幅广播接收机（1）、早期最简洁的收音机一一矿石收音机矿石收音机结构简洁，不须要供电电源，没有对信号放大的实力，通常只能接收信号比较强的广播电台的广播，用耳机收听。矿石收音机须要的元器件少，一般仅须要一副线圈，一个可变电容，一个检波器（矿石-氧化亚铜，具有单向导电性，相当于一个晶体二极管），一个固定电容（可以省略）和一副高阻抗耳机。因不运用放大器，无信号失真因素，矿石收音机的音质很好。由于依靠天线接收无线电波的能量，天线越长、越高越好。工作原理：1.1、1.2分别是线圈的初级和次级，Cl是可变电容器，变更初级线圈的抽头和Cl选择电台（谐振于电台的载波频率），经Dl（矿石-氧化亚铜）检波后，由高频旁路电容C2滤掉高频成分，耳机中得到的便是音频电流（含有直流成分）。地线检波的电压枪波后电压耳机中电流信号波形(2)、超外差式收音机超外差式收音机电路超外力式接收机方块图混频电路各种组合频率分居混算器方块图工作原理天线接收到的高频信号经调谐电路进行频率选择（设选择的调幅波的载波频率为fs）和放大后送入混频器,与本地振荡信号（频率为丘）在混频器中混合，产生出很多组合频率成分。经带通滤波器（收音机中通常称为中周）滤波，选择出频率固定的所谓中频信号（载波频率为fl），并进行放大。选择收听不同的电台，就有不同的fs,相应也有不同的f1.,但二者的差fl总是固定的，通常为465kHz,即不论接收什么调幅电台的信号，通过混频处理，都变为载波频率为465kHz的调幅波。然后，经过包络检波器检波，就获得广播节目信号，经低频放大器放大后，通过扬声器放音。二、调频广播1941年美国起先商业调频广播。1959年，中心广播事业局广播科学探讨所与北京广播器材厂合作，试制出中国第一部调频广播放射机，并在北京试播。美国于1961年调频立体声广播研发胜利。我国黑龙江台于1979年采纳导频制在我国首次试播了立体声广播。1、什么是调频波？调频波的振幅不变，瞬时频率随着音频调制信号的变更规律而变更。1941年美国建立起世界上第一个调频电台。调频广播工作频段：VHF（视距传播）；我国调频广播运用的频率范围：87-108MHz;调频时载波的最大频偏为±75kHz。调频广播的主要优点是：抗干扰实力强，音质好（失真小，传送的音频信号最高频率可达15kHz）o2、怎样产生调频波？用音频调制信号限制电抗元件（通常为变容二极管）的参数，便可产生振荡频率随调制信号变更的调频波。现在应用的电抗元件是变容二极管。音频信号可变电抗调频原理方块图I战波信号o三三W三-调频波三三wvv-单音调制时的调频波形3、接收机怎样解调调频波？频率解调器（频率检波器），也称鉴频器。实现频率解调的方法有三种。过去常用波形变换鉴频器，现在常用脉冲均值鉴频器和脉冲记数式鉴频器。波形变换鉴频器原理（调频波调频调幅波包络解调器音频调制信号）：鉴频器鉴频器原理4、调频广播放射台系统22OV调频广播发射台系统5、调频广播放射机调制式调频发射机框图6、调频广播接收机混频器的作用与调幅接收机相同，不过这里的中频信号为10.7MHz。限幅器用来消退调频波的幅度干扰。调频广播接收机原理方块图7、调频立体声广播(1)什么是立体声？人们利用双耳能够推