《无线电通信》PPT课件.ppt

3.3 无线电通信,2、电磁波,变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地传播。这种变化的电磁场在空间以一定的速度传播的过程叫做电磁波。,2、 电磁波的特点,1）电磁波是横波 EB V,) 计算满足：v=/T=f,4 )电磁波的频率由振源决定，同一电磁波在不同介质中传播，v和变化，v介C,3）电磁波可以在真空中传播速度等于光速,c=310 8m/s,6）电磁波具有波的共性，能发生反射、折射、干涉、衍射、多普勒效应和偏振现象。,7）电磁波有能量。,5)不同电磁波在同一介质中传播，速度不同，,4.电磁波与机械波比较： 1）传播条件： 2）传播规律： 3）传播本质： 4）产生本质不同：,机械波传播需要介质，而电 磁波不需要介质也能传播。,都遵循“V=f=/T”这个关 系式；且电磁波也能发生反射、 折射、衍射、干涉等现象。,机械波传播的是机械能， 电磁波传播的是电磁能。,机械波是机械振动产生， 电磁波是电磁振荡产生。,烽火台,邮递员,电磁波来传递信息,C=3.00108m/s,天线是发射与接收无线电波的必要设备,设备：,怎么接收与发射？,天线,有效的向外界发射电磁波的条件是什么？,1、要有足够高的振荡频率，因为频率越高，发射电磁波的本领越大。 2、振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，才有可能有效的将电磁场的能量传播出去。,改造LC振荡电路由闭合电路成开放电路（如图）,采用什么手段可以有效的向外界发射电磁波？,二、无线电波的发射,1、发射无线电波的装置：,振荡器,L1,L2,开放电路,地线,天线,无线电波由开放电路发射出去,振荡器电路,实际的发射装置,无线电波的发射,无线电波通信的过程,2、载波：振荡器产生的高频交变电流，是用来携带声音、图象等信息的，叫做载波。,一、无线电波的发射,1、振荡器：能产生频率很高的交变电流的器件。,流经天线,发射出电磁波,作用,高频,一、无线电波的发射,3、调制：,调幅：高频载波的振幅随信号而改变叫调幅波，用AM表示。,把低频电信号加载到高频振荡电流（载波）上的过程叫做调制。,调频 ：高频载波的频率随信号而改变叫调频波，用FM表示。,信号源,振荡电路 载波,调 制,调幅波 电台发射,调幅,信号源,振荡电路,调 制（加载）,调频,调频波,小结,一、无线电波的发射 1载波：携带声音、图象等信息的高频交变电流， 叫做载波。 2调制：把信息加到载波上，使载波随信号而改变的技术叫调制。,3调幅波：高频载波的振幅 随信号而改变叫调幅波。 4、调频波：高频载波的振频 率随信号而改变叫调频波,作业 1、P64： （1） 2、使用表格的形式列出机械波和电磁波的区别与联系,电磁波在空间传播时，如果遇到导体，会使导体产生感应电流，感应电流的频率跟激起它的电磁波的频率相同。因此利用放在电磁波传播空间中的导体，就可以接收到电磁波了。,发射的无线电波如何被接收到呢？,如何使我们需要的电磁波在接收天线中激起的感应电流最强呢？,当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强。（这种现象叫做电谐振）,三.无线电波的接收,1、接收无线电波的装置：,上图为收音机的调谐电路,图示为收音机的简单的调谐电路，通过可变电容改变调谐电路的固有频率，使其与接收电台的电磁波频率相同，这个频率的电磁波就在调谐电路里激起较强的感应电流，这样就选出了电台。,三.无线电波的接收,三.无线电波的接收,放大至工作电路,解调,（1）电谐振:当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强 ，这种现象叫电谐振.,三.无线电波的接收,（2）调谐和调谐电路,使接收电路产生电谐振的过程叫调谐. 能够调谐的电路叫调谐电路,调谐电路接收到的信号中既有传递的信息信号，又有高频信号，这就需要我们将这两种信号进行分离。,（3）检波（解调）,将电磁波中携带信息的信号从高频振荡信号中分离出来叫做检波.,解调是调制的逆过程,调制：使电磁波随各种信号而改变叫做调制。,调幅：使高频遮挡的振幅随信号而改变叫做调幅。,调频：使高频振荡的频率随信号而改变叫做调频。,电谐振：当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电路最强，这种现象叫做电谐振。,调谐：使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐。,检波：从接受到的高频振荡中“检”出所携带的信号，叫做检波。检波是调制的逆过程，因此也叫解调。,相关概念解释,点击“”返回到相关链接的幻灯片,无线电波的传播方式：,中波,中短波,超短波,超短波,长波:波长较长，容易产生衍射现象。长波在地面传播时能绕过障碍物（大山、高大建筑物）,长波容易被电离层吸收；短波容易被电离层反射；微波容易穿过电离层。,微波: 频率很高； 直线传播。,我们生活的空间布满了强弱不同的电磁波,我们又如何选出自己所需的无线电波呢?,二、无线电波的接收,1、当接收电路的固有频率跟要接收的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强（这种现象叫做电谐振）,2、 调节接收电路的固有频率使它与要接收的电磁波的频率相同的过程叫做调谐。能够调谐的接收电路叫做调谐电路。,可 变 电 容,3.检波：从接收到的高频振荡中“检”出所携带的信号，叫做检波，它是调制的逆过程，因此也叫解调。,通常使用的无线电波的波长范围从几毫米到几千米，根据波长或频率把无线电波分成几个波段，如下表所示：,1、要有效地发送低频电信号，必须把低频电信号附加在高频载波上，这个过程在电磁波的发射过程中叫做（） A、调谐B、解调 C、调制D、检波,例与练,调制,2、转换电视频道时，选择自己喜欢的电视节目，称为（） A、调制B、调谐 C、解调D、调幅,例与练,调谐,3、用一平行板电容器和一个线圈组成LC振荡电路，要增大发射电磁波的波长，可采用的做法是 （ ） A.增大电容器两极板间的距离 B.减小电容器两极板间的距离 C.减小电容器两极板正对面积 D.在电容器两极板间加入电介质,【例4】一个LC接收回路，若要从接收较高频率的电磁波变到接收较低频率的电磁波，下列调节正确的是 （ ） A.增加谐振线圈的匝数 B.在线圈中插入铁芯 C.降低电源电压 D.把可变电容器的动片适当旋进些,电磁波与我们的生活,电视台通过电磁波，将精彩的电视节目展现给我们。,移动通信设备极大的方便了我们的联系。,收音机,无线上网设备,雷达设备在军事、气象等方面有广泛的应用。,通信卫星,通信卫星已经渗入到生活的各个部分。,电磁波特点分析,电磁波具有波动所特有的性质干涉、衍射。,衍射遇到障碍物时，波动能够偏离直线绕过障碍物，继续传播。,相同的障碍物情况下，波长越长，越容易发生衍射现象。,频率越高，波长越短，越能够更好的沿直线传播。,电磁波的传播方式,地波传播：因为波长很长，能够很好的绕过障碍物，所以可以贴地面传播。长波、中波、中短波。,天波传播：波长比较短，不容易衍射，容易被吸收，靠距地表50-几百km的电离层反射传播电磁波。短波,直线传播：波长非常短， 能够穿透电离层，沿直线 传播。微波,雷达,雷达在军事、飞机导航、气象预测方面有巨大作用。,雷达,雷达装置主要有什么用？ 了解雷达用的是什么电磁波? 为什么可以根据雷达显示屏看出离障碍物有多远？,雷达工作原理,测距：,利用发射与接收之间的时间差， 计算出物体的距离。,雷达所用电磁波特点,微波（超短波）频率高，波长极短，沿直线传播，能够穿过电离层，受大气影响小，收到的信号强且稳定。,四、移动电话,1.移动电话是一个怎样的仪器？,1.什么是“基站”？为什么要建设“基站”？,电磁波的危害,电磁波的危害,手机的危害原因,在待机状态下，手机不断的发射电磁波，与周围环境交换信息。,手机在建立连接的过程中发射的电磁波特别强。,电磁波的危害,电磁波可能造成的伤害,手机释放的电磁辐射对脑细胞的影响,电磁辐射的遗害会不断累积在十至十五年后很可能出现更多因手机普及而导致的癌症病例,电磁辐射对胎儿的发育起到极大的影响。容易导致胎儿畸形和发育不良。,手机危害的预防,移动电话接通瞬间释放的电磁波容易产生不好的影响，所以移动电话响时，一秒后再听手机。,如果身边有其他电话可用，就不要使用手机。在使用手机时，可以采用手机专用耳机，实现远距离使用是比较有效的办法。,休息时不要将手机置于枕头边。,注意手机的摆放位置。医学专家建议我们，手机不用时最好放在包里，但不要放在胸前的口袋中，也不要直接挂在胸前。,手机危害的预防,多吃绿茶可以防范辐射。,使用绿色手机。 GSM标准的手机的辐射标准为0.62瓦，而采用CDMA技术的手机其辐射标准要小得多，所以CDMA手机被称作绿色手机。,电磁污染,电磁污染 基本上是两大类：一是自然界所固有的；再就是人在利用电磁能时形成的 目前在人类的生存环境中，自然界固有的电磁辐射的影响已相对较小，人为的电磁辐射的影响却在迅速增大在我国近十几年来电磁辐射的影响更是爆炸性的增强，“电气烟雾”弥漫在我们周围 作为人造电磁辐射源，它还涉及很多方面，例如，广播电台、电视台、雷达、导航、通信、射电天文、气象预测、医疗设备中的电针炙、核磁共振等，宇航方面的各种飞行器等电子设备都会辐射电磁波，家庭中使用的微波炉、红外烤箱等家用电器，也都会产生电磁辐射,生活环境中充满了电磁波，只要是使用电的电器用品，都会放出电磁波。墙壁中看不见的电线，也会使电磁波检测笔哔哔叫。所以睡觉时不要太靠近装有电线的墙壁，以免因电磁波影响而无法好好睡一觉。而现代人人手一手机，它的电磁波其实是很强的。在电脑前拨通手机，大家往往会发现电脑萤幕闪铄不已。又在打开的收音机前拨通手机，收音机也受到很大的干扰。,微波炉的微波也是很强的电磁波，有人曾经做过实验，发现微波抑制了植物的生长！这个实验是将4盆绿豆苗分别放入微波炉中照射微波5秒、10秒、15秒、20秒後，移出置於空旷处。另外一盆完全不照射微波做为实验控制组。观察这5盆绿豆芽每天的生长进度，发现不受微波照射的实验控制组，绿豆苗生长正常。经微波照射过後的植物，只有照射5秒的一盆尚有存活力，其他一概陆续枯萎，可见微波对生物的杀伤力。虽然如此，微波过的食物仍可食入，绝不会吃进微波的！,另外也有人做微波使鱼眼变白的实验，将鱼眼睛放入微波炉中，照射微波九秒後观察鱼眼睛的变化。发现微波使鱼眼睛煮熟了。 而当人的眼晴暴露在微波中，人眼晴中的水晶体也会和鱼眼睛一样变白，於是再也看不见东西了，这就是所谓的白内障。 因此当妈妈使用微波炉煮点心时，小朋友千万不要在微波炉的玻璃门外看着，以免视力会越来越差。,电磁波这麽可怕，我们该怎麽预防呢？（一）拔掉插头可防止电磁波： 电器用品不使用时，最好将插头拔掉，避免室内环境受到电磁波的侵害。 （二）保持距离可减少电磁波： 没错，距离越远，电磁波强度越弱。所以在使用电器用品像电脑、电视、电风扇、吹风机、微波炉、电磁炉时，都要远离这些电器用品，以策安全。,电磁泄密,磁泄露造成泄密 电磁辐射除了造成无法清理的磁污染外，低强度的电磁泄露会带来意想不到的麻烦 法国某公司机要室附近停了一辆机动车，车内配备有电磁传感器、高灵敏度接受机和简易信息处理系统车内电子探测系统与机要室的电脑信息网络之间无任何信息传输通道奇妙的是，车内的显示荧屏上展示的图文信息，居然与机要室微机荧屏上显示的信息完全一样,这就是因为网络上的荧屏、机壳接缝、键盘、电缆接头等处产笺电磁泄露，辐射到处间，它们可以被某些哪怕是简易的探测系统窃收和破译目前，世界上不少国家都把美国作为电脑间谍活动及信息破坏的对象为此，五角大楼坚持每年拨款数十亿美元，用来保障所有相关指挥系统的信息安全,小结,二、无线电波的接收： 1、调谐：从电磁波中选出所要的信号的技术叫做调谐 2、解调：从载波中将声音、图象等信息“取”出叫解调。 三、移动通信 手机同时是电磁波发射器和接收器。要靠强大的固定无线电台（基站）转接。,无线电通信作业,作业 P69：2 , 3,