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主题:无线电基础知识

帅哥哟,离线,有人找我吗?
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无线电基础知识  发帖心情 Post By:2013-9-22 19:43:53 [只看该作者]

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无线电基础知识
一、无线电通信名词解释
【音频】又称声频,是人耳所能听见的频率。通常指15~20000赫(Hz)间的频率。
【话频】是指音频范围内的语言频率。在一般电话通路中,通常指300~3400赫(Hz)间的频率。
【射频】无线电发射机通过天线能有效地发射至空间的电磁波的频率,统称为射频。若频率太低,发射的有效性很低,故习惯上所称的射频系指100千赫(KHz)以上的频率。
【视频】电视信号所包含的频率范围自几十赫至几兆赫,视频是这一频率的统称。
【载波】起运载信息作用的正弦波或周期性脉冲,叫做载波(或载频),随着信号波的变化,使载波的幅度、频率或相位作相应的变化。
【信号】用来表达或携带信息的电量。
【信道】按传递信息的特性而划分的通路。包括可能实现而尚未实现的通路在内。
【模拟信号】在时间上是连续的或对某一参量可以取无限个值的信号。
【数字信号】所谓数字信号,是指信号是离散的、不连续的。这是信号只能按有限多个阶梯或增量变化和取值。换言之,对于数字信号,只需计算阶梯的数目而无需考虑阶梯内信号的大小(最常用的是二进制编码)。
【波段】在无线电技术中,波段这个名词具有两种含义。其一是指电磁波频谱的划分,例如长波、短波、超短波等波段。其二是指发射机、接收机等设备的工作频率范围的划分。若把工作频率范围分成几个部分,这些部分也称为波段,例如三波段收音机等。
【波道】通信设备工作时所占用的通频带叫波道。通常一个通信设备在它所具有的频率范围内有许多个波道。
【通频带】一个电路所允许顺利通过的电流的频率范围,称为该电路的通频带。一般规定在电流等于最大电流值的0.707倍范围内上下两个频率之间的宽度为通频带。
【频率覆盖】通信设备工作的频率范围,称为频率覆盖。而最高工作频率与最低工作频率之比,称为频率覆盖系数。
【截止频率】用来说明电路频率特性指标的特殊频率。当保持电路输入信号的幅度不变,改变频率使输出信号降至最大值的0.707倍,或某一特殊额定值时该频率称为截止频率。
在高频端和低频端各有一个截止频率,分别称为上截止频率和下截止频率。两个截止频率之间的频率范围称为通频带。
【频率稳定度】振荡器产生的频率由于种种原因而发生变化,这种频率变化的大小与额定频率的比值称为频率稳定度。它是衡量通信系统质量好坏的重要指标。提高频率稳定度多采用参数稳频,晶体稳频及频率合成等。
【残波辐射功率容许限度】系指除基波辐射以外的谐波辐射、寄生辐射和相互调制产生的任何残波辐射功率的最低容许值,以分贝或毫瓦、微瓦表示。
【频带宽度】有时称必要带宽。系指为保证某种发射信息的速率和质量所需占用的频带宽度容许值,以赫(Hz)、千赫(KHz)、兆赫(MHz)表示。
【选择性】无线电接收机将所需电台的信号,从许多不同频率的电台信号中挑选出来的能力,叫做选择性。接收机的选择性愈好,愈不易受其它电台的干扰。因此,选择性是决定接收机质量的重要参数之一。
【灵敏度】无线电接收机对微弱信号的接收能力,叫做灵敏度。如果某一接收机能收到很弱的信号,则该接收机的灵敏度就高,反之灵敏度就低。因此,灵敏度也是决定接收机质量的重要参数之一。
【保真度】也叫逼真度。指接收机的输出信号与输入信号的相似程度,即接收机对于信号中各频率能否同等放大,加以复原、而不产生失真的能力。如无线电接收机的保真度愈好,它输出的语言、音乐就愈逼真。
【发射机输出功率】是指发射机提供给电磁辐射器(天线)的射频功率称为发射机的输出功率。
【发射机的杂散辐射】在标称输出阻抗的负载上测量,发射机载频功率小于25W时,任何一个离散频率的杂散辐射功率不超过2.5?W。当发射机的载频功率大于25W时,任何一个离散频率的杂散辐射功率应低于发射载频功率70dB。
【邻频道功率】对于160、450MHz频段,落在邻频道16KHz带内的功率,应较载频功率低70dB。对于900 MHz频段,落在相邻的第二个频道32 KHz带内的功率,应较载频功率低65dB。
【平均功率】发射机在规定的条件下,在比最低调制频率相对应的周期长得多的时间内馈送到规定实验负载上的平均功率。
【峰包功率】发射机在规定的调制条件下,在调制包络峰值处高频一周期内送到规定实验负载上的平均功率。
单边带发射机的额定输出功率以峰包功率标称。
【边带抑制】在单边带信号产生过程中,对不用边带信号的抑制能力称为边带抑制。以不用边带信号电平与有用边带信号电平之比的分贝数表示。
【带外功率】在规定的调制下,发射机总功率中落入标称频率任一边的某些指定频率为中心的一个规定频带内的那一部分功率。
【串音】在一个通路内,由于其它通路信号能量的影响而产生的无用信号。
【噪音、杂音】传输通路或设备中除有用信号外的任何电骚扰。
【信噪比】信号平均功率与噪声平均功率的比值叫信号噪声比,简称信噪比或信杂比。以分贝为单位的信噪比表示式如下:
信噪比(分贝)=10
【噪声系数】指在一定条件下,接收机或放大器,输出端的总噪声功率与内部无噪声源时,由于输入端热噪声所引起的输出噪声功率之比。
【失真】是指信号在传输过程中与原有信号或标准相比所发生的偏差。在理想的放大器中,输出波形除放大外,应与输入波形完全相同,但实际上,不能做到输出与输入的波形完全一样,这种现象叫失真,又称畸变。
按波形失真的不同情况,可分为幅度失真、频率失真、相位失真三种。对幅度不同的信号放大量不同称为幅度失真。对频率不同的信号放大量不同称为频率失真。对频率不同的信号,经放大后产生的时间延迟不同称为相位失真(或时延失真)。
幅度失真又称为非线性失真,频率失真和相位失真称为线性失真。
【电平】是一种表示电量(电压、电流或功率)相对大小的量,常用单位为分贝(或奈贝)。通常指定某一电量的数值为标准值,以其它数值和标准值相比的数值来表示电平值。例如取标准功率1毫瓦为零电平,当所给功率为10毫瓦时,其电平值可按下式求得:
电平值=10
因此,10毫瓦就具有10分贝电平。如果电平值是负的,就表示低于零电平,由此电平可用来表示任意两个电量间的相对大校
【音频响应】输入信号电平不变时,在规定的音频范围内,接收机输出电平随音频频率而变化的特性,称为音频响应。以最高电平和最低电平之比的分贝数表示。
【分贝】是分贝尔的简称,等于1贝尔的1/10,用dB表示,是用于衡量放大器或衰减的常用单位。
在表示功率的放大或衰减时:分贝数=
在表示电压(或电流)的增减时分贝数=20
【奈贝】是衡量增益或衰减的单位。它是电压比值或电流比值的自然对数。在电路两点的阻抗相等时,它是功率比值自然对数的二分之一。1奈贝等于8.686分贝。
【干扰】由于某种发射、辐射、感应或它们的组合所产生的不需要的能量对无线电通信系统的接收产生的效应,使接收效果性能下降,或收不到信号,此种效应称为干扰。干扰按其来源可分为:工业干扰、天电干扰、宇宙干扰、人为干扰等。
【干扰源】在无线电通信系统中,被确定是产生干扰的发射、辐射或感应。也就是产生妨碍无线电接收信号的那些杂乱的电波。
【宇宙干扰】是来自银河星系和太阳的电磁辐射所造成的干扰。这种干扰的频率较高,是超短波波段干扰的重要来源。具测量,在18-160兆赫(MHz)波段内银河系干扰的电平和频率的立方成正比。
【脉冲干扰】其强度很大,但持续时间较短,频带很宽。主要来源之一是各种工业设备产生的电脉冲,如电焊火花、汽车、飞机启动和行驶中的打火,各种医疗、电气设备产生的火花等。雷电也会引起脉冲的干扰。地球上平均每秒钟发生一百次雷电,它所引起的强烈的电磁波能传播很远。
【起伏干扰】(也称起伏噪声)在时间上连续出现干扰的幅度不停的变化,这种干扰主要来自以下方面:宇宙星体的辐射;设备内部的噪声;如导线中电子热运动产生的起伏电压,电子器件中电流的起伏等。
【天电干扰】指大气层中积贮的电荷放电而引起的电磁辐射,雷电便是一种最强烈的天电干扰。天电干扰在长波表现得最强烈,随着频率的增高,天电干扰的影响逐渐减弱,到超短波波段就很小了。
【人为干扰】可分无意干扰和有意干扰。前者是由于在经济建设和日常生活中广泛应用各种电气设备所产生,即工业干扰。可以使用滤波器或屏蔽来防止。有意干扰如敌人干扰、电台干扰等,可提高抗干扰技术和应用抗干扰装置来防止。
【工业干扰】指各种电器装置,主要是产生电弧和火花的装置,如电焊设备,电车,带电气点火装置的发动机等工作时所产生的干扰。工业干扰的频谱通常都很宽,因此,在接收设备内防止这种干扰是很困难的,一般都在干扰源方面采取措施,降低干扰的强度。
【交调干扰】又称交叉调制。一个受调制的干扰(如干扰电台)与信号同时作用于接收机,由于高放或变频器的非线性作用,会将干扰的调制信号转移到信号载波上,而形成交叉调制,由此造成的干扰,称交叉干扰。
【互调干扰】当两个或多个干扰信号同时加到接收机时,由于非线性的作用,这两个干扰的组合频率有时会恰好等于或接近有用信号频率而顺利通过接收机,其中三阶互调最严重。由此形成的干扰,称为互调干扰。互调干扰和交调干扰一样,主要产生在高放和变频级。
【电子雾】各种电子电器设备在使用过程中,都会大量的发出各种不同波长和频率的电磁波,它包括无线电报、红外线、可见光、紫外线、X光、伽马射线等。这种电磁波充斥在空间,形成了一种被称之为“电子雾”的污染源,这就是我们常说的电磁环境污染。
【量化噪声】在语言编码通信中,解调后信号和原传递信号的差异是因幅度和时间的量化而产生的,这种失真称为量化失真。因为这种失真和杂乱的干扰一样,听起来和元件产生的热噪声相似,所以叫做量化噪声。
【屏蔽】通常利用铜或铝等低阻材料或磁性材料制成的容器(需良好的接地)将需要隔离的部分全部包起来,将电力线或磁力线的影响限制在某一个范围内,或者使某个指定的空间内防止外部静电感应或电磁感应的影响。
【滤波器】滤波器是对频率有选择作用的一种网络,它能使某一频带的交流电顺利通过,而使其它频率的交流电受到很大的衰减。
滤波器的种类很多,有带通滤波器、带阻滤波器、高通滤波器、低通滤波器、波形滤波器、LC滤波器、机械滤波器、晶体滤波器和陶瓷滤波器等。
【陷波器】用来滤除某一频率信号的调谐电路。
【无线电遥控】是利用无线电信号对远方的各种机构进行控制的技术。这些信号被远方的接收设备接收后,可以指令或驱动其它各种相应的机械,去完成各种操作,如闭合电路、移动手柄、开动电机,之后,再由这些机械进行需要的操作。所以,各个控制的信号在频率和延续的时间上都彼此不同,对于控制船舶、飞机、导弹等海空行体的应用上极为广泛。
【无线电遥测】就是对远处物体进行测量。获得所需的数据资料。如无线电遥测自动气象站,设在某山上,不需要人直接在山上的气象站操作,即可知道所需资料,如大气压、大气温度、大气相对湿度、平均风速、降雨量等等。这些气象要素,是通过一系列的电子设备,转换成电信号,并进行程序编码发送出去,达到远方遥测该气象站的目的。又如为了详细了解某一海区的海洋情况,放置一定数量的自动浮标(或其它物体),浮标上装有测量气象水文参数的传感器,所测参数转换为可发射信号后,用无线电波发出。被海岸接收站接收后,海岸站即获得海况参数,这类方法称之无线电遥测。
【无线电监测】采用先进的技术手段和一定的设备对无线电发射频率、频率误差、发射带宽等进行测量,对声音信号进行*,对非法电台和干扰源测向定位进行查处等。
【测向】测定发射电台所在的方向。它是利用能定向接收的特种测向电台来实现的。这种电台称测向电台,其方法是:利用一个测向电台,可以确定所发电台所在的方向。利用两个相距足够远的测向电台,则不仅能够确定所发电台的方向,而且还能确定它所在的地点,因为它应当是位于两个测向电台所确定的两个方向的交点上。因此,它在无线电导航及无线电探测等方面应用较广。
【调相】载波的相位对其参考相位的偏离值随调制信号的瞬时值成比例变化的调制方式,称为相位调制,或称调相。调相和调频有密切的关系。调相时,同时有调频伴随发生;调频时,也同时有调相伴随发生,不过两者的变化规律不同。实际使用时很少采用调相制,它主要是用来作为得到调频的一种方法。
【脉冲调制】脉冲调制有两种含义。一是指脉冲本身的参数(幅度、宽度、相位)随信号发生变化的过程。脉冲幅度随信号变化,称为脉冲振幅调制;脉冲相位随信号变化,称为脉冲相位调制;同理还有脉冲宽度调制、双脉冲间隔调制、脉冲编码调制等。其中,脉冲编码调制的抗干扰性最强,故在通信中应用最有前途。二是指用脉冲信号去调制高频振荡的过程。两种含义的不同点是:前者脉冲本身是载波,后者高频振荡是载波。一般说的脉冲调制通常指前者。
【电磁波】这是在空间传播的交变电磁常在真空中,电磁波的传播速度为3×108米/秒。
电磁波的波长范围极广,波长不同,其呈现的形式也不同。其中,光波是波长极短的电磁波,而无线电波则波长较长。无线电波波长的短边界(毫米波)是和光波波长的长边界(红外线)相连接的。电磁波分类如附表(一)。
通信中,一般采用无线电波波段,也有采用无线电波以下的波段进行通信的,但目前使用不太广泛,很多通信项目尚在研究之中。
【衰落】电磁波在传播过程中,由于传播媒介及传播途径随时间的变化而引起的接收信号强弱变化的现象叫作衰落。譬如在收话时,声音一会儿强,一会儿弱,这就是衰落现象。
衰落按其变化速率可分为快、慢两类衰落。
1、快衰落:它是由多径效应引起的,其变化速率一般在零点几
秒到几十秒之间。
2、慢衰落:它仅与气象条件有关(如温度、压力、湿度等),
也就是与昼夜、季节有密切的关系,它是衰落式的,且一般指的是一小时以上的变化规律。
衰落还可以按其内在规律加以分类,可分为平坦衰落和选择性衰落两大类型。衰落对通信质量有极大的影响,在设计通信电路时,要考虑这一因素。
【电报通信】电报通信是利用电的方法在远距离间传输书面信息的一种通信方式。传送的基本方法有两种:一种是先把字符编成电码,发报端按照一定的电码发送出信号脉冲,在收报端又把收到的信号脉冲译成字符,这叫做编码电报;另一种是把文字的真迹或图象用电的方法传到对方,这叫做传真电报。
【电码】它们是利用若干个有、无电流脉冲或正负电流脉冲所组成的不同的信号组合,其中每一个信号组合代表一个字母、数字或标点符号。
【莫尔斯电报】是由点、划两种符号组成的,点、划所占的时间长度有一定的标准,即是:
1、一点为一个基本信号单位,一划的长度应等于三点的长度,
相当于三个基本信号单位。
2、在一个字母和数字内,各点、划之间的间隔应等于一点的长
度。
3、字母(数字)与字母(数字)之间的间隔为七点的长度。由
于各字符的电码长短不一,因而叫做不均匀电码。
【五单位电码】是由五个有、无电流的脉冲或是正负不同的电流脉冲所组成的信号组合,每一信号组合代表一个字符。由于每一脉冲所占时间相等,每一信号组合的时间长度也是相等的,所以也叫做均匀电码。
在起止式电报机内所使用的五单位电码,为了保证收、发双方同步工作,即发报部分动作一次(发送一个字符),收报部分随之也动作一次(收印一个字符),在五个电码脉冲之前,要先送一个起动脉冲,使收报部分起动。同样,在五个电码脉冲发完之后,再送一个停止脉冲,使收报部分停止,由此可知对于起止式电报机,实际上每传送一个字符共需七个脉冲,即一个起动脉冲,五个电码脉冲和一个停止脉冲。
【传真】利用扫描技术把图象(包括照片、图表、文字)原样从发方传给收方的通信方法。发送时,将原样放在传真发送机上,依照一定次序分成许多黑白深浅不同的小点,通过光电设备的作用,把深浅不同的小点变为强弱不同的电流,然后利用有线或无线电路传送到对方。对方在传真接收机内将收到的信号电流用各种不同的方法,复制出原来的相片、图表或文字。
传真的优点是不需要译电手续,可以直接传送相片、图表、文件、手迹等,从而提高通报效率和减少差错率。它的缺点是占用频带比较宽,而且设备也比较复杂。
【真迹电报】传真电报的一种。用传真方法传送文字或图表愿样(但不包括相片)的电报。可以传送不易或无法用一般电报传送的内容,如亲笔文件、统计图表等。
【单工通报】在同一线路上通报双方的发报和收报必须交替进行,即在一方发报时不能同时收报,收报时也不能同时发报。这种通报方式叫做单工通报。
【双工通报】双方可以同时进行发送和接收的通报方式叫做双工通报方式。
实现双工通报需要满足的条件是:1、收报器能随时接收来报,2、发报器工作时不应影响本方的收报器。
【半双工通报】也称“准双工”通报,是单边带通信的一种特殊方式。是利用对方“发”的间隙向对方发出信号,是一种“受到限制的双工”方式。如平时打电话就是采用“半双工”的方式,对方正在讲话,另一方只能听着。如急于回话,只能利用对方讲话的间隙,插进去讲即可。
【专向对讲话机】通常所说的对讲机。每部话机为一组频率,频率间隔为25KHz,使用时可根据需要配置一各或几个频点。话机输出功率范围为5W以下(一般分为0.5W以下,2W、3W、5W几个等级)。此类话机一般只限于利用本机上配备的小型鞭状天线,作专向对讲使用,不许架高天线作远距离通信,以控制作用距离,减少相互干扰。
【单频组网话机】通常所说的车载台或基地台。每部话机为一组频率,频率间隔为25KHz,使用时可根据需要配置一各或几个频点。其输出功率范围为5~25W(一般分5W、10W、15W、25W)。也可根据某一使用部门的要求,按量生产5W以下的话机,作为组网配套使用。中心台或基地台的发射机输出功率不得超过25W。此类话机主要用于单频单工建网,少数远距离之间的专向通信也可使用。
【双频组网话机】每部话机为一组频率,频率间隔为25KHz,收发频差规定为5.7MHz(D频段)和10MHz(E频段),使用时可根据需要,每部话机配置一定量的频点。此类话机主要用于双频单工(或双工)建网,少数远距离之间的专向通信也可使用。其功率等级范围同单频组网话机。
【无线话筒】每套无线话筒由若干部袖珍发射机(可装在衣袋里,输出功率约0.01W)和一部集中接收机组成,每部袖珍发射机各有一个互不相同的工作频率,集中接收机可以同时接收各部袖珍发射机发出的不同工作频率的话音信号。它适应于舞台讲台等场合。
【无绳电话机】是一种自动电话单机。这种电话单机由主机和付机两部分组成。使用时,将主机接入有线电话网,用户可离开主机几十米远,利用付机收听和拨叫电话。这种电话单机的主机与付机之间是通过无线电连接的,其间通话内容都将暴露于空中,如使用不慎,会造成空中泄密。所以使用时要充分注意。
【袖珍铃话机】每套袖珍铃话机由一部发射机和若干部袖珍接收机组成,发射机作为中心台或基地台,输出功率一般为25W,在较大的工作区域内,可以有控制地使用50W或100W以下的功率。但功率绝不能超过100W。与其配套的若干部袖珍铃接收机只有一个而且相同的频率,使用者可通过中心台向分散的作业点(或人员)做单向传话或传其它信号。如电话号码或汉字等。
【无线寻呼系统】无线寻呼系统,是一种不用语音的单向选择呼叫系统。其接收端是多个可以由用户携带的高灵敏度收信机(俗称袖珍铃)。在收信机收到呼叫时,就会自动振铃、显示数码或汉字,向用户传递特定的信息。
无线寻呼系统可分为专用系统和公用系统两大类。专用系统以采用人工方式的较多。一般在操作台旁有一部有线电话。当操作员收到有线用户呼叫某一袖珍铃时,即进行接续、编码,然后经编码器送到无线发射机进行呼叫;袖珍铃收到呼叫后就自动振铃。公用系统多采用人工和自动两种方式。
【无线寻呼技术】自1984年我国开始建立寻呼网、寻呼业务以来,基本沿用POCSAG编码制式,因此,以前大量的寻呼台采用1200bit/s低速、甚至更低的512bit/s编码方案。POCSAG编码制式的传输速率低,要增加新的用户量只能靠增加频点、增设新台来实现。在寻呼业高速发展阶段,要使用户量继续增加,尤其是在新技术不断应用的情况下,存在着很多问题。FLFX高速寻呼编码是一种全同步、多速率且分时传送的编码格式。FLFX编码格式以每4分钟为一个周期,每个周期分为128帧,并采用1600bit/s基本速率传送,在每帧结构中通过1/2/4基本帧的复用将群呼用户信息集中到一个帧中,实现高速率发送。
寻呼技术与有关的控制技术结合后,可以产生遥测、遥控等方面的应用。例如,通过寻呼技术,可以向远端的设备发出控制信号,如通过一个电话,采用寻呼控制信号,在下班前,就可以遥控打开家中的空调。同样,有些遥测的信息也可以通过寻呼技术,定期的传送到指定的地点。总之,寻呼技术与控制技术结合后,可以产生出许多新的应用。
【移动无线电通信】即移动体(汽车、火车、船舶、飞机)上装备的无线电通信设备与固定(或移动体)地点的无线电设备之间的联络。移动无线电通信包括陆地移动通信,水上移动通信、空中移动通信和公众移动通信等。
移动无线电通信系统通常由一个基台和数个移动台组成。其简要通信过程是:当发话人对基台上的话筒讲话,基台将发话者的语音经话筒、变换器变为电信号,再经发射机发射出去;车辆移动台的接收机接收到电信号后,经变换器、扬声器变换成原来的声波,于是收听者就听到了发话者的语音。
移动无线电通信使用的波段很广阔,有超长波、长波、中波、短波、超短波和微波等。
移动无线电通信可以开展的业务内容很广阔,它能传电报、电话、传真、传送数据和传送图象等。按所采用的传送信号制式的不同,有模拟移动通信和数字移动通信等。
【微波通信】微波常指频率在1000兆赫(MHz)以上(波长在30厘米以下)的电磁波,利用微波传播进行的通信称为微波通信。
微波的传播特性类似于光的传播,一般沿直线传播,绕射能力很弱,一般进行视距内的通信,对于长距离通信可采用接力的方式,为微波接力通信,或称微波中继通信也可利用对流层传播进行通信,称为对流层散射通信;或利用人造卫星进行转发,即卫星通信。
微波通信的特点是:1、频带范围宽,通信容量大,因此微波通信一般都是多路通信;2、传播相对地较稳定。
【毫米波通信】波长从10毫米至1毫米、频率从30吉赫(GHz)至300吉赫(GHz)的电磁波称为毫米波,利用毫米波进行通信的方法叫毫米波通信。毫米波通信分毫米波波导通信和毫米波无线电通信两大类。
毫米波通信的优点是:1、可用频带极宽。毫米波段频带宽度为270吉赫(GHz),为整个短波波段的一万倍;2、方向性强,保密性好;3、干扰很小,几乎不受大气干扰、宇宙干扰和工业干扰的影响,因而通信稳定。
【散射通信】散射通信是一种超视距的通信手段,它利用空中介质对电磁波的散射作用,在两地间进行通信。对流层、电离层、流星余迹、人造散射物体等都具有散射电磁波的性质。如果发射机发出的电磁波辐射到这些地方,就会向各个方向散乱地辐射出去,其中朝斜前方向射去的电磁波能达很远的地方。远出的接收机,如果有足够高的灵敏度,就能将散射来的微弱电磁波接收下来,从而实现通信。
由于散射通信中电磁波传输损耗很大,到达接收端的信号很微弱,为了实现可靠的通信,一般要采用大功率发射机,高灵敏度接收机和高增益、窄波束的天线。
【卫星通信】卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站来转发或反射无线电信号,在两个或多个地面站之间进行的通信。
卫星通信的优点是:1、通信距离远。人造地球卫星一般在地球上空几千至几万公里运转,用它作中继站,可进行越洋通信和洲际通信。将若干个卫星发射到高空,只要高度和位置得当,则可实现全球通信。2、通信容量大,卫星通信一般使用1~10吉赫(GHz)的微波波段,有很宽的带宽,可传输多路电视和大容量的电话。3、卫星通信不受大气层骚动的影响,通信可靠。4、最突出的优点是具有大面积覆盖能力,可实现多址通信和信道的按需分配,通信灵活机动。
卫星通信是近几十年来出现的一种新的通信手段。它能传输电话、电报、数据、电视等,大有发展前途。
【流星余迹通信】利用流星余迹反射无线电波而进行的远距离通信叫流星余迹通信。其特点是通信只能在流星余迹出现的短暂时间内进行,所以它是一种快速通信方式。流星余迹通信常用的波段为30~100兆赫(MHz)。
流星余迹通信的主要优点是:1、通信距离远。实验表明,利用功率为500瓦至几千瓦的发射机及普通的八木天线,通信距离就可达1500公里,最大通信距离约2300公里;2、保密性强。由于电波反射具有非常明显的方向性,不易被**,而且容易防止干扰台的影响;3、通信的稳定性好,不太受电离层骚扰和极光的影响。其不足之处是:由于发送状态是断续的,信息有延迟,有时可达几分钟,因而不适应传送在这段时间内的信息。用印字电报传送信息时,错误的百分比较大;终端设备较复杂。
【单边带通信】一般通信系统中,载波经音频信号调制后,包含载波频率和上、下两个边带,这两个边带均能用来传输信息。通常传递信号,仅需要一个边带就足够了,但在一般的通信系统中,往往把载波频率和上、下边带一起发送出去,这样在载波和另一边带中消耗了发射功率中的大部分功率,而且还要占用较宽的通信频带。为了提高通信效率和节约通信频带,在通信时,可将载波和另一边带去掉,只发送一个边带,这种通信方式就称为单边带通信。
单边带通信的优点是:1、节省功率;2、节约频带;3、由于单边带发射机不发送载频,提高了保密性。其缺点是设备比较复杂。
单边带通信可以用于有线载波电话,无线电话、传真、电视和数据传输等方面,目前最常用于有线载波电话和远距离点对点短波无线电通信。
【独立边带通信】所有产生单边带信号的方法中,几乎都是先产生双边带信号,所以,可以将双边带调幅信号的两个边带分别加以利用,使它们包含着不同的信息。这样的信号称为独立边带信号,利用这种信号进行的通信就称为独立边带通信。
独立边带通信的优点是可以同时传输多路信息,减少相互之间的干扰。其缺点是放大器的设计和制造比较困难。
【抑制载波单边带】在单边带技术中,具有各种边带形式。如果将载波和一个边带完全去掉(抑制),称为抑制载波单边带。有时为了简化接收系统,保留一部分载波,就称为带有载波单边带。有时只抑制载波而保留两个边带作为多路通信用,称为抑制载波双边带,亦称同步通信。
【同步通信】也称抑制载波双边带通信。它是一种在发射端发送一个抑制载波的双边带信号,而在接收端恢复载波,再进行检波的通信方式。因为恢复的载波与被接收的信号载波同频同相,故取名为同步通信。
【激光通信】激光是一种方向性极好的单色相干光。利用激光来有效地传送信息,叫做激光通信。
激光通信系统包括发送和接收两个部分。发送部分主要有激光器、光调制器和光学发射天线。接收部分主要包括光学接收天线、光学滤波器、光探测器。要传送的信息送到与激光器相连的光调制器中,光调制器将信息调制在激光上,通过光学发射天线发送出去。在接收端,光学接收天线将激光信号接收下来,送至光探测器,光探测器将激光信号变为电信号,经放大、解调后变为原来的信息。
激光通信的优点是:1、通信容量大。在理论上,激光通信可同时传送1000万路电视节目和100亿路电话;2、保密性强。激光不仅方向性特强,而且可采用不可见光,因而不易被敌方所截获,保密性能好;3、结构轻便,设备经济。由于激光束发散角小,方向性好,激光通信所需的发射天线和接收天线都可做的很小,一般天线直径为几十厘米,重量不过几公斤,而功能类似的微波天线,重量则以几吨、十几吨计。
激光通信的一些弱点是:1、大气衰减严重。激光在传播过程中,受大气和气候的影响比较严重,云雾、雨雪、尘埃等会妨碍光波传播。这就严重地影响了通信的距离;2、瞄准困难。激光束有极高的方向性,这给发射和接收点之间的瞄准带来不少困难。为保证发射和接收点之间瞄准,不仅对设备的稳定性和精度提出很高的要求,而且操作也复杂。
激光通信的应用主要有以下几个方面:1、地面间短距离通信;2、短距离内传送传真和电视;3、由于激光通信容量大,可作导弹靶场的数据传输和地面间的多路通信。4、通过卫星全反射的全球通信和星际通信,以及水下潜艇间的通信。
【红外线通信】利用红外线来传输信号的通信方式,叫红外线通信。由于红外线能象可见光一样集中成很窄的一束发射出去,因此红外线通信有两个最突出的优点:1、不易被人发现和截获,保密性强;2、几乎不会受到电气、天电、人为干扰,抗干扰性强。此外,红外线通信机体积小,重量轻,结构简单,价格低廉。但是它必须在直视距离内通信,且传播受天气的影响。在不能架设有线线路,而使用无线电又怕暴露自己的情况下,使用红外线通信是比较好的。
【模拟通信】利用正弦波的幅度、频率或相位的变化,或者利用脉冲的幅度、宽度或位置变化来模拟原始信号,以达到通信的目的,称为模拟通信。
【编码通信】这是一种保密通信。它的基本原理是先将信号变成数码,再加上无规则的密码信号,然后送至线路。
这种保密技术获得的保密性很高。只要密码组码足够复杂,周期比较长,想从中获取消息是比较困难的。
这种保密法与数字通信和频带压缩有紧密的关系。因此,随着数字通信技术的日益发展,数字通信网的大量建立,以及频带压缩技术的开发应用,它是今后保密通信一种主要方式而被广泛应用。
【数字通信】把需要传送的原始信号变成一系列数字脉冲(最常用的是二进制编码)来传输的通信方式,称为数字通信。数字通信系统与一般通信系统相似,所不同者只是增加了编码器和*器。从信息源输出的原始信号进入编码器,在编码器中,按所采用的调制方式,对信号进行取样、量化和编码,最后变成数字信号,进入线路。接收端收到信号后,由*器把数字信号还原成原始信号。其中,信息源可以是产生或存储各种信息的人或机器,用户可以是接收或记录这些信息的人或机器,就可以实现人与人、人与机、机与机的通信。
数字通信的特点是传递离散的(不连续的)数字脉冲,这种数字脉冲可以代表文字、语言或图象,但要把文字、语言或图象与数字脉冲序列间建立起对应的关系。目前采用的调制方式有两种:脉码调制和增量调制。
数字通信的优点是:1、由于在传输过程中只需识别脉冲的有无,故抗干扰能力强;2、由于在传输过程中可通过再生中继器将失真了的脉冲再生为完整的脉冲,故失真不致沿线积累,传输距离远;3、各种不同形式的信号,如电话、传真、电视等,都化成数字脉冲传输,有利于组成统一的通信网和提高传输质量,并便于保密;4、由于大量采用逻辑电路,便于集成电路化;也易于利用现代固体器件及计算技术的成果。目前世界上大多数国家都在采用数字通信。
【跳频通信】在广阔地域使用短波通信,都希望通信话路畅通和保密。然而他们常遇到**、电子对抗、信道拥塞等问题。常规短波电台用固定频率发射和接收,因而无法避开**、人为干扰、信道阻塞。这些问题必须利用跳频技术才能彻底克服。
跳频的原理是:按全网预设的程序,自动操控网内所有台站在一秒钟内同步改变频率多次,并在每个跳频信道上短暂停留。周期性的同步信令从主站发出,指令所有的从站同时跳跃式更换工作频率。
就通信的安全性而言,跳频短波通信比卫星通信更为可靠。这是因为提供卫星服务的机构对其所属国承担了战略责任,必须受到该国政府的控制。而跳频短波通信是完全自主的,因而也是最可信赖的。在涉及国家安全和社会安全的场合,跳频短波通信的地位无可取代。
目前世界各电台厂商提供的多数是普通数字式跳频。数字跳频的缺点是跳频频谱不够隐蔽,容易被识别、破译、跟踪。近两年出现了更先进的智能边带跳频模式,这是边带跳频和智能跳频的统称。边带跳频是在数字跳频基础上发展的更高级技术,它将跳频码隐含于边带话音中,隐含的跳频信号近似边带噪声,比一般的数字跳频更难被识别,破译和跟踪。智能跳频则是一种具有极强的频带适应技术,能够在256KHz跳频频带内自动识别和弃用拥塞信道。明显净化通信背景。例如在夜晚,短波信道常常被各种嘈杂的信号所占据,利用智能跳频,可以将整个通信网自动调整到干净的信道区,通信背景自然就会干净和安静的多,有用信号将明显变的清晰。
【蓝牙技术】蓝牙技术是基于WPAN(Wireless Personal Area Network)的无线网络连接技术,采用短程无线电收发技术为固定与移动设备通信环境建立了一个短程无线电的特别连接。它建立一个通用的无线电空中接口以及控制软件的公开标准,使无线通信技术和计算机技术紧密结合,使不同厂家生产的便携式设备在没有电线或电缆相互连接的情况下在近距离范围内具有互用、互操作的性能,代替固定与移动通信设备之间的电缆。
Bluetooth(蓝牙)技术是一种正在发展中的短距离无线连接技术。其功能是代替线缆,完成短距离无线连接。蓝牙技术可在10m范围内提供1Mbit/s连接速率,它采用同步短数据传输,语音通行控制等技术实现“个人区域网络”中设备对设备的直接最优化,对于小的移动终端如手机(含移动电话)、移动耳机和照相机中的小功率问题,蓝牙技术提供独一无二的处理能力。蓝牙也可以用来为笔记本电脑提供网络连接,为手持设备和智能电话提供网络信息的即时连接。
【扩频技术】扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication)简称扩频通信,其特点是传输信息所用的带宽远大于信息本身带宽。扩频通信技术在发端以扩频编码进行扩频调制,在收端以相关解调技术收信,这一过程使其具有诸多优良特性:
1、抗干扰性能好:它具有极强的抗人为宽带干扰、窄带瞄准式干扰、中继转发式干扰的能力,有利于电子反对抗。如果再采用自适应对消、自适应天线、自适应滤波,可以使多径干扰消除,这对军用和民用移动通信是很有利的。
2、隐蔽性强、干扰小:因信号在很宽的频带上被扩展,则单位带宽上的功率很小,即信号功率谱密度很低。信号淹没在白噪声之中,别人难于发现信号的存在,再加之不知扩频编码,就更难拾取有用信号。而极低的功率谱密度,也很少对其它电讯设备构成干扰。扩频通信技术把被传送的信号带宽展宽,从而降低了系统在单位频带内的电波“通量密度”,这对空间通信大有好处。国际无线电咨询委员会及国际电信联盟规定了空间通信系统在地面上产生“通量密度”的国际标准,以防止对地面通信的干扰。例如规定在S波段内每4KHz频带内“通量密度”为-154dB/m2。
3、易于实现码分多址:扩频通信占用宽带频谱资源通信,改善了抗干扰能力,是否浪费了频谱资源呢?其实正相反,是提高了频带的利用率。正是由于扩频通信要用扩频编码进行扩频调制发送,而信号接收需要用相同的扩频编码之间的相关解扩才能得到,这就给频率复用和多址通信提供了基矗充分利用不同码型的扩频编码之间的相关特性,分配给不同用户不同的扩频编码,就可以区别不同用户的信号,众多用户,只要配对使用自己的扩频编码,就可以互不干扰地同时使用同一频率通信,从而实现了频率复用,使拥挤的频谱得到充分的利用。
常规的无线电通信是在频率上分配(称为频分)或从时间上分配(称为时分)给通信用户,使之在频段上或时间上互不相同,以使彼此互不干扰共用频谱资源。扩频通信是以各用户使用不同的扩频编码来共用同一频率。采用扩频通信多址方式的频谱利用率高于采用频分多址方式的频谱利用率。而且扩频码分多址还易于解决增加新用户的问题。
【分集技术】移动通信网中如何保证信号传输链路的可靠性,是一项重要指标。为了达到这一目的,可以通过多种技术来实现,从影响接收端信号功率的三个主要因素来分析:第一、自由空间的传播损耗和弥散,这可通过加大发射机功率来改善;第二、地形起伏、建筑物及障碍物的遮挡引起的阴影衰落,这可通过“宏分集”技术来改善;第三、在传输路径中各种物体产生的直射波、反射波和散射波的相互影响,即多径衰落,以及多普勒频移产生的损耗,这可通过“微分集”技术来改善。从以上的分析可以看出,分集技术对改善无线传输链路的性能可以起到很大的作用。
分集技术是指通过查找和利用自然界无线传播环境中独立的(至少是高度不相关的)多径信号来实现,简单的说,如果一条无线传播路径中经历了深度衰落,而另一条相对独立的路径中可能仍包含着较强的信号,因此可以在多个信号中选择两个或更多的信号进行合并,这样可以同时提高接收端的瞬时信噪比和平均信噪比,一般可提高20dB到30dB。分集技术是移动通信的一种抗衰落技术,是一种用相对较低廉的投资就可以大幅度的改进无线链路性能的强有力的接收技术。分集技术就是利用两个或更多的不相关信号进行处理,不相关信号的采集可以通过空域、时域和频域三种方式实现,具体的实现方法有以下几种:第一、空间分集。也称天线分集,是移动通信中使用较多的分集形式,简单的说,就是采用多付接收天线来接收信号,然后进行合并。为保证接收信号的不相关性,这就要求天线之间的距离足够大,在理想情况下,接收天线之间的距离只要波长λ的一半就可以了。
第二、极化分集。在移动环境下,空中的水平路径和垂直路径是不相关的,因而信号也呈现不相关的衰落特性。这就可在发射和接收端各装两付天线,一个水平极化天线,一个垂直极化天线,这就可以得到两个不相关的信号。这一技术在蜂窝移动用户激增时,在改进链路的传输效率和提高容量方面有很明显的效果。
第三、角度分集。信号在传输过程中受环境的影响,使得到达接收的信号不可能是同方向的,这样在接收端安装方向性天线就可得到不相关的信号进行合并。
第四、频率分集。理论上,不相关信道产生同样衰落的概率是各自产生的衰落概率的乘积。频率分集是指在多于一个载频上传送信号,其原理是基于在信道相干带宽之外的频率上不会出现同样的衰落。这一技术比空间分集节省天线数目,缺点是不仅需要占用更多的频谱资源,而且需要有和频率分集中采用的频道数相等的若干个接收机,但对于特殊业务,这个费用也许是值得的。这一技术经常用在频分双工(FDM)方式的视距微波链路中,在实际应用中,有一种工作方式被称作1:N保护交换方式。
第五、时间分集。对于一个随机衰落的信号,若对其振幅进行顺序取样,对时间间隔大于相干时间的两个样点是互不相关的。这一技术是指以超过信道相干时间的时间间隔重复发送信号,以便让再次收到的信号有独立的衰落环境,从而产生分集效果。时间分集的性能基本由移动台的运动速度决定,也就是说决定于重复发送信号之间的衰落特性,若移动台是静止的,时间分集就失效了,因为相干时间是和移动台的运动速度成反比的。实践证明,当移动台的运动速度大于40Km/h,时间分集能获得很好的效果。这一技术已经被大量应用于扩频CDMA的RAKE接收机中,以处理多径信号。
【无线IP技术】无线IP接入技术是接入网的一种新的形式,处在用户终端和骨干网之间,基于TCP/IP协议,将Internet上的各种业务以无线通信的方式延伸到用户终端,无线IP接入系统一般采用点对多点的星形组网方式。
对于固定接入方式,一个无线终端可以连接多个用户终端;而对于移动接入方式,无线终端一般和用户终端集成在一起,即无线终端和用户终端是一一对应。在建网时,无线IP接入系统可以采用多基站的蜂窝结构来扩大系统的覆盖范围和提高业务密度,当然,无线IP接入系统也可以脱离骨干网而同时组成专用的无线IP通信系统。大家知道,接入网一般只涉及物理层,数据链路层和网络层的相关协议,高层数据传输对接入网来说是透明的。
无线IP接入中有那些重要技术:
1、无线通信技术。无线通信系统应用最广泛的是蜂窝移动通信。蜂窝移动通信在经历了第一代模拟系统和第二代数字系统(GSM)后,目前正在向第三代(3G)移动通信系统过渡。按第三代移动通信系统的标准,该系统可提供2Mbit/s以下的多种数据业务。第二代GSM无线通信系统采用数字通信技术,但GSM基本的传输速率是9.6Kbit/s,这个速度对于当前的数据业务来说显然是太低了。由于采用了GPRS这种分组交换,时隙动态分配技术,利用数据系统统计复用和突发的特点对现有GSM网络进行技术改造,从而克服了HSCSD(高速电路交换数据业务)系统中“时隙捆绑”技术的空闲时隙没有充分利用的缺陷,应该有一定的应用前景。
2、无线移动IP技术。IP地址TCP/IP协议中一个非常重要的概念,Internet上所有数据信息的传输和路由都是基于IP地址来实现的,移动IP是用来支持主机移动性的一组网络层协议。所以,TCP/IP协议是针对有线网络而设计的IP地址总是和特定的网络相对应,当一台主机移动其它地方时,将无法使用原来的IP地址进行网络连接和通信,针对这一情况,移动IP采用类似于移动通信中的漫游技术,在实现主机移动后使用原IP地址进行通信的同时,保持了与低层无线传输链路的独立和高层业务应用的相对独立,可以运用于不同类型的无线通信系统。
3、无线业务优化技术。TCP/IP协议是基于有线网络而设计的,是一种无连接的分组交换技术,并且无逐段链路的差错控制和流量控制,如果直接应用到无线通信系统中由于带宽窄、时延较大、可靠性低,将会导致非常低的服务质量。当前无线业务优化技术措施有两种:一是在无线传输方面采取适当的改进,二是在IP层以上进行处理以提高系统效率。即对TCP/IP协议以上的会话层或应用层针对无线通信环境对数据进行优化和简化。例如采用WAP(无线应用协议)就是对这种方法的一个具体应用。
针对无线特点在WAP中采用如下措施。针对无线网络带宽受限,延时长等弱点,以及无线终端设备屏幕小,处理内存不足等诸多限制,在现代互联网标准的基础上,经过改造优化,使他们应用无线环境的限制和使用要求。
【无线集群系统】无线集群通信系统是指大量无线用户自动共享少量无线信道的系统。在我国无线集群通信系统所使用的频段是800MHz频段。
一般来讲,无线集群系统主要提供系统内部用户之间的相互通信,但也可提供与系统外如市话网的通信。其通信方式有单工也有双工。集群通信系统区别于公众无线电移动通信系统的主要特点是,除了可以提供移动电话的双向通话功能外,还可提供系统内的群(组)呼、全呼;甚至建立通话优先级别,可以进行优先等级呼叫、紧急呼叫等一般移动电话所不具备的通信;提供动态重组、系统内虚拟专网等特殊功能。这些特点特别适合警察、国家安全部门专用通信以及机尝海关、公交运输、抢险救灾等指挥调度需要。所以,在世界各地形成了独立于公众移动通信网之外的专用通信网。
【无线数据通信系统】无线数据通信系统是地面有线数据通讯网的延伸和补充。该系统以蜂窝小区组网方式为主。由基站和无线终端组成,无线终端可以是便携电脑或是设计成便携或专为移动操作的设备。通常使用的频率在800MHz频段。
【固定无线接入系统】3.5GHz固定无线接入系统是一种点对多点提供宽带业务的无线接入技术,主要系统包括中心站、终端站和网管系统。其工作频率是:
上行(终端站发射)频段为:3399.50~3431.00MHz;
下行(中心站发射)频段为:3499.50~3531.00MHz;
上、下行收发频率间隔:100MHz;
相邻波道间隔为1.75MHz,最近收发信道间隔为70.25MHz;
宽带固定无线接入技术具有以下几点优势:1、频率复用度高,系统容量大。在3.5GHz频段的3.5MHz带宽内,采用高效调制技术,可以向用户提供10到20兆的传输速率,而采用多扇区,多基站的频率复用技术,则能使系统的容量达到千兆。2、启动资金少。3、提供服务速度快。4、发展极具灵活性。5、提供优质廉价的多种业务。
提供的主要业务有:1、互联网接入业务。2、企业数据业务。3、传统话音。4、IP电话。5、应急和备份服务。6、增值业务等。
【GSM通信系统】GSM通信系统在无线接口上综合了频分多路接入(FDMA)和时分多路接入(TDMA)两种技术,并且加上了跳频技术,这样的混合性能与模拟系统相比有重大的区别,在性能上为GSM系统带来了极大的优势。
GSM无线路径上的传输单位是由大约156个调制bit组成脉冲串(Burst),通常所说的信道。实际上就是某个时间和频率段上传输“Burst”。一个信道的“Slot”在时间上不是连续的。因此,一个信道是由一组临时定义的Slot组成,信道在Slot的组合上是周期的。信道的频率是指信道构成中的每个Slot频率。它可以是一个固定的频率,此时,信道占据的Slot具有相同的频率,也可以是不同的频率,这就是跳频技术,即规则的地改变一个信道所使用的时隙。GSM系统每个信道分为8个时隙,分别供8个用户使用。GSM系统采用跳频技术有两个方面的好处:其一是频率分集;另一个是干扰分集。前者在MS静止或慢速移动时,对传输质量有较大的改善。后者的作用使系统的干扰分散和平均化,使C/I值得到改善。
提高GSM移动通信系统容量的解决方案:
1、同心圆Overlaid&Underlaid Subcell技术:其原理是将普通的蜂窝小区分成低层,顶层两个子小区,顶层子小区覆盖范围较小,主要用于吸收话务。低层子小区用于较大区域的覆盖。
2、双频技术(DUAL BAND):在遵守GSM标准的前提下,使用900MHz和1800MHz两个不同频段来提高网络容量的办法。即均使用标准GSM体制与信令系统,唯一的区别是工作频段不同,这相当于频率资源的增加。
3、微蜂窝(MicroCell)技术:微蜂窝是在宏蜂窝基础上发展起来的一种技术,其功率低,覆盖范围小,通常在20m~300m之间,主要用来满足高话务量热点地区的容量需求,也常用来实现特定地域小范围内的信号覆盖。
4、多重频率复用MRP技术:其特点是将可用载频分成若干组合,每组作为独立的一层,采用不同的复用方式,并逐层紧密,整个网络中采用不同的复用类型。这种方式复用距离缩短,必须采用跳频、动态功率控制等技术来进行配合。
5、HCS分层小区技术:分层小区指的是利用覆盖区域不同的小区,进行复合覆盖的一种技术,它是随着微蜂窝技术发展起来的,它通过在普通宏蜂窝基础上引进微蜂窝和微微蜂窝来实现分层覆盖,形成层次化的复合结构,各司其职,实现了话务量与覆盖的双重满足。
【 CDMA通信系统】CDMA通信系统采用先进的扩频技术,实现了码分多址的应用系统。当前商用CDMA系统空中接口标准为IS-95,提供1.23MHz的无线载频间隔;为防止干扰,不同的用户分配不同的无线信道(频率)或同一信道内的不同码;相同的无线信道能在相邻小区或扇面使用;每扇面的话务容量为软容量,不受频率或收发信机数量的严格限制。
CDMA系统中通过在给定时间内传送不同的码来区分不同的基站,即基站传送不同时间偏移的同一伪随机码。为了确保时间偏移的正确性,CDMA基站必须对公共时间参考点保持同步。CDMA系统借助全球定位系统(GPS)提供精确同步,在当前的技术手段下,GPS是保证其达到预期频谱效率的最后的同步手段。
CDMA是一种扩频技术,它将包含有用信息的信号扩展成较大的宽带,通过接收端的解调压缩来获取极大的信号增益和较高的信噪比。
CDMA系统能够使移动台同时与两个或多个基站通信以实现小区间无缝切换,话音信道为先接后断,大大减少了掉话率。只有Lucent真正做到交换机之间,交换机之内所有基站实现全程软切换。
CDMA保持设定的话音质量,误帧率,同时获得最大频谱效率手段。设定和控制反向Eb/No以控制误帧数量;尽量减低手机发射功率(反向);尽量减低基站发射功率(前向);提供方法使运营者可以平衡系统容量与话音质量的需要。
CDMA追求更高的频谱效率和更好的通信质量,是推动一切无线蜂窝技术前进的根本之内在驱动力,从FDMA到TDMA,再到CDMA,直至要实现的第三代系统——宽带CDMA。
CDMA蜂窝通信的主要优点是:1、容量大(频率利用率高);2、通话质量好;3、手机射频辐射小,人们称为绿色手机(采用APC功能和话音激活技术);4、保密性好(直接序列扩频所固有的特性);5、接口开放性好等。
【PHS通信系统】PHS(即小灵通)通信系统采用TDD,32位ADPCM传输方式,PHS系统中一个载频分为8个时隙。其工作频率为:1895~1918MHz,频率间隔300KHz。
PHS系统的频率利用率较高,因此系统容量大,降低了移动台发射功率,延长了电池使用时间。PHS系统采用动态信道分配(DCA)技术,支持手机自动漫游,越区切换,可自动完成鉴权和加密,电话的保密性和防盗打能力大大提高,支持移动速度达40Km/h。PHS系统价格低廉,可以在交换设备上增加新的功能。PHS系统终端为移动台和手机,不仅能传输话音,而且在数据传输方面PHS有着其它无线产品所无法比拟的优势。此外,它的发射功率平均只有10mW和其它系统相比优势明显,是市话网业务的良好补充而越来越受到重视。
【通信保密】通信保密的含义包括密码保密、传输保密、扩散保密、物理保密等内在的和外部的联系,是为了防止发送的信息被直接**或被破译,或者防止在传输信息的过程中被敌方通过不同于密码破译的方法而获得,或者通过无关人员和分析通信设施而获得。因此要求通信保密的意义是十分重要的。
【带外让带内】各种业务指配的频率,凡不符合“无线电频率划分规定”中,频率划分表划分的频率,称为带外频率。所以,在处理干扰时,则应根据带外让带内的原则进行。
【专用通信网】专用通信网是指各机关、企业、铁路、航空、军事、气象等单位为本单位业务需要而设置的通信网。专网中的传输设施如明线、电缆、光缆或微波中继线路等要根据国家规定自行建设或向通信部门租用。
【无线电管制】无线电管制是在特定的时间、区域、频段范围内,对全部或部分无线电发射设备及其它辐射无线电波的设备的使用所采取的一种强制性行政管理措施。
【制式无线电台】制式无线电台是指船舶、机车、航空器在出厂前作为运载工具的一个组成部分必须安装的无线电通信设备。
【国际无线电规则】国际无线电规则是一项国际无线电法规,是联合国专门机构——国际电信联盟用来管制无线电通信,调整各国在无线电管理活动中的相互关系,规范其权利和义务的重要国际性法规。
【无线电广播电台】播送语言及音乐节目的无线电台。包括播控中心、发射台以及相应的附属设施。
【播控中心】在广播系统中,承担广播节目的制作及将节目信号传送到发射台等任务的场所。
【无线电广播发射台】在广播系统中,用无线电发送设备将广播节目播送出去的场所。
【电视台】播送电视节目的无线电台,包括电视中心、电视发射台和相应的附属设施。
【电视中心】电视台内制作电视节目并将节目信号传送到发射台的场所。
【电视发射台】电视发射机、发射天线以及各种附属设施组成的电视发射系统。
【电视频道】播送一套电视节目所使用的规定频道。我国每套电视节目所使用频道,即频带范围为8兆赫。
【电视传输网】若干电视台之间交换电视信号的传输系统。
【信息论】信息论是一门研究信息传输和信息处理系统中一般规律的科学。
信息论的研究对象是广义的信息传输和信息处理系统,从电报、电话、传真、电视、雷达,一直到各类生物神经的感知系统,都可以概括成这样或那样的随机过程或统计学的数学模型加以深入研究。所以,信息论的研究范围及其应用前景都十分广泛。
二、天线名词解释
【天线及天线程式】天线是在无线电收发系统中,向空间辐射或从空间接收电磁波的装置。是无线电通信系统中必不可少的部分。由于各种设备要求采用的波段不同,天线的设计也就不同,不同用途的天线需要设计成各种样式,就是我们通常称的天线程式。如在长、中、短波段,一般用导线构成天线,有T形、倒L形、环形、菱形、鱼骨形、笼形天线等。在微波波段,用金属板或网制成喇叭天线,抛物面天线,金属面上开槽的裂缝天线,金属或介质条排成的透镜天线等。天线有五个基本参数:方向性系数、天线效率、增益系数、辐射电阻和天线有效高度。这些参数是衡量天线质量好坏的重要指标。
【天线的方向性】是指天线向一定方向辐射电磁波的能力。它的这种能力可采用方向图,方向图主瓣的宽度,方向性系数等参数进行描述。所以方向性是衡量天线优劣的重要因素之一。天线有了方向性,就能在某种程度上相当于提高发射机或接收机的效率,并使之具有一定的保密性和抗干扰性。
【方向性图】方向性图是表示天线方向性的特性曲线,即天线在各个方向上所具有的发射或接收电磁波能力的图形。
实用天线处在三度几何空间中,所以,它的方向性图应该是个立体图。在这个立体图中,由于所取的截面不同而有不同的方向性图。最常用的是水平面内的方向性图(即和大地平行的平面内的方向性图)和垂直面内的方向性图(即垂直于大地的平面内的方向性图)。有的专业书籍上也称赤道面方向性图或子午面方向性图。
【波瓣宽度】有时也称波束宽度。系指方向性图的主瓣宽度。一般是指半功率波瓣宽度。由图(18)可以看出A、Aˊ点至O点间的夹角,称主瓣角宽度。当L/λ数值不同时,其波瓣宽度也不同。L/λ比值增加时,方向图越尖锐,但当(L/λ)>0.5时,除了与振子轴垂直的方向有最大的主瓣外,还可能出现付瓣。因此,波瓣宽度越小,其方向性越强,保密性也强,干扰邻台的可能性校所以,对于超短波,微波等所用的天线,登记主瓣宽度这一指标,是十分重要的。
【方向性系数】方向性系数是用来表示天线向某一个方向集中辐射电磁波程度(即方向性图的尖锐程度)的一个参数。为了确定定向天线的方向性系数,通常以理想的非定向天线作为比较的标准。
任一定向天线的方向性系数是指在接收点产生相等电场强度的条件下,非定向天线的总辐射功率对该定向天线的总辐射功率之比。
按照上面的定义,由于定向天线在各个方向上的辐射强度不等,故天线的方向性系数也随着观察点的位置而不同,在辐射电场最大的方向,方向性系数也最大。通常如果不特别指出,就以最大辐射方向的方向性系数作为定向天线的方向性系数。
在中波和短波波段,方向性系数约为几到几十;在米波范围内,约为几十到几百;而在厘米波波段,则可高达几千,甚至几万。
【辐射电阻】发射天线的辐射功率与馈电点的有效电流平方之比,称为天线的辐射电阻。
辐射电阻是一个等效电阻,如果用它来代替天线,就能消耗天线实际辐射的功率。因此,采用辐射电阻这个概念,可以简化天线的有关计算。
辐射电阻的大小取决于天线的尺寸、形状以及馈电电流的波长。因为发射天线的任务是辐射电磁波,所以在装置天线时总是适当地选择其尺寸和形状,使辐射电阻尽可能大一些。
【天线有效高度】小于四分之一波长的垂直天线:假定在一根垂直的天线上有均匀分布的电流。此均匀电流等于实际天线上的最大电流,且所产生的辐射场强与实际天线的辐射场强相同,该假设的垂直天线的长度即为实际天线有效高度。
【天线最大增益系数】平时也简称天线最大增益或天线增益。指在最大场强方向上某点产生相等电场强度的条件下,标准天线(无方向)的总输入功率对定向天线总输入功率的比值,称该天线的最大增益系数。它是比天线方向性系数更全面的反映天线对总的射频功率的有效利用程度。并用分贝数表示。可以用数学推证,天线最大增益系数等于天线方向性系数和天线效率的乘积。
【天线效率】它是指天线辐射出去的功率(即有效地转换电磁波部分的功率)和输入到天线的有功功率之比。是恒小于1的数值。
【天线极化波】电磁波在空间传播时,若电场矢量的方向保持固定或按一定规律旋转,这种电磁波便叫极化波,又称天线极化波,或偏振波。通常可分为平面极化(包括水平极化和垂直极化)、圆极化和椭圆极化。
【极化方向】极化电磁波的电场方向称为极化方向。
【极化面】极化电磁波的极化方向与传播方向所构成的平面称为极化面。
【垂直极化】无线电波的极化,常以大地作为标准面。凡是极化面与大地法线面(垂直面)平行的极化波称为垂直极化波。其电场方向与大地垂直。
【水平极化】凡是极化面与大地法线面垂直的极化波称为水平极化波。其电场方向与大地相平行。
【平面极化】如果电磁波的极化方向保持在固定的方向上,称为平面极化,也称线极化。在电场平行于大地的分量(水平分量)和垂直于大地表面的分量,其空间振幅具有任意的相对大小,可以得到平面极化。垂直极化和水平极化都是平面极化的特例。
【圆极化】当无线电波的极化面与大地法线面之间的夹角从0~360°周期的变化,即电场大小不变,方向随时间变化,电场矢量末端的轨迹在垂直于传播方向的平面上投影是一个圆时,称为圆极化。在电场的水平分量和垂直分量振幅相等,相位相差90°或270°时,可以得到圆极化。圆极化,若极化面随时间旋转并与电磁波传播方向成右螺旋关系,称右圆极化;反之,若成左螺旋关系,称左圆极化。
【椭圆极化】若无线电波极化面与大地法线面之间的夹角从0~2π周期地改变,且电场矢量末端的轨迹在垂直于传播方向的平面上投影是一个椭圆时,称为椭圆极化。当电场垂直分量和水平分量的振幅和相位具有任意值时(两分量相等时例外),均可得到椭圆极化。
【长波天线、中波天线】是工作于长波及中波波段的发射天线或接收天线的统称。长、中波是以地波和天波传播的,而天波则连续反射于电离层和大地之间。根据此传播特性,长、中波天线应能产生垂直极化的电波。在长、中波天线中,应用较广的的有垂直型、倒L型、T型、伞型垂直接地天线。长、中波天线应有良好的地网。长、中波天线存在着许多技术上的问题,如有效高度孝辐射电阻孝效率低、通频带窄、方向性系数小等。为了解决这些问题,天线结构往往非常复杂,非常庞大。
【短波天线】工作于短波波段的发射或接收天线,统称为短波天线。短波主要是借助于电离层反射的天波传播的,是现代远距离无线电通信的重要手段之一。
短波天线形式很多,其中应用最多的有对称天线、同相水平天线、倍波天线、角型天线、V型天线、菱形天线、鱼骨形天线等。
和长波天线比较,短波天线的有效高度大,辐射电阻大,效率高,方向性良好,增益高,通频带宽。
【超短波天线】工作于超短波波段的发射和接收天线称为超短波天线。超短波主要靠空间波传播。这种天线的形式很多,其中应用最多的有八木天线、盘锥形天线、双锥形天线、“蝙蝠翼”电视发射天线等。
【微波天线】工作于米波、分米波、厘米波、毫米波等波段的发射或接收天线,统称为微波天线。微波主要靠空间波传播,为增大通信距离,天线架设较高。在微波天线中,应用较广的有抛物面天线、喇叭抛物面天线、喇叭天线、透镜天线、开槽天线、介质天线、潜望镜天线等。
【定向天线】定向天线是指在某一个或某几个特定方向上发射及接收电磁波特别强,而在其它的方向上发射及接收电磁波则为零或极小的一种天线。
采用定向发射天线的目的是增加辐射功率的有效利用率,增加保密性;采用定向接收天线的主要目的是增加抗干扰能力。
【不定向天线】在各个方向上均匀辐射或接收电磁波的天线,称为不定向天线,如小型通信机用的鞭状天线等。
【宽频带天线】方向性、阻抗和极化特性在一个很宽的波段内几乎保持不变的天线,称为宽频带天线。早期的宽频带天线有菱形天线、V形天线、倍波天线、盘锥形天线等,新的宽频带天线有对数周期天线等。
【调谐天线】仅在一个很窄的频带内才具有预定方向性的天线,称为调谐天线或称调谐的定向天线。通常,调谐天线仅在它的调谐频率附近5%的波段内,其方向性才保持不变,而在其它频率上,方向性变化非常厉害,以致使通信遭到破坏。调谐天线不适于频率多变的短波通信。同相水平天线、折合天线、曲折天线等均属于调谐天线。
【垂直天线】垂直天线是指与地面垂直放置的天线。其结构如图1所示,它有对称与不对称两种形式,而后者应用较广。对称垂直天线常常是中心馈电的。不对称垂直天线则在天线底端与地面之间馈电,其最大辐射方向在高度小于1/2波长的情况下,集中在地面方向,故适应于广播。不对称垂直天线又称垂直接地天线。
【倒L天线】在单根水平导线的一端连接一根垂直引下线而构成的天线。因其形状象英文字母L倒过来,故称倒L形天线。俄文字母的Γ字正好是英文字母L的倒写。故称Γ型天线更方便。它是垂直接地天线的一种形式。为了提高天线的效率,它的水平部分可用几根导线排在同一水平面上组成,这部分产生的辐射可忽略,产生辐射的是垂直部分。
倒L天线一般用于长波通信。它的优点是结构简单、架设方便;缺点是占地面积大、耐久性差。
【T形天线】在水平导线的中央,接上一根垂直引下线,形状象英文字母T,故称T形天线。它是最常见的一种垂直接地的天线。它的水平部分辐射可忽略,产生辐射的是垂直部分。为了提高效率,水平部分也可用多根导线组成。
T形天线的特点与倒L形天线相同。它一般用于长波和中波通信。
【伞形天线】在单根垂直导线的顶部,向各个方向引下几根倾斜的导体,这样构成的天线形状象张开的雨伞,故称伞形天线。它也是垂直接地天线的一种形式。其特点和用途与倒L形、T形天线相同。
【鞭状天线】鞭状天线是一种可弯曲的垂直杆状天线,其长度一般为1/4或1/2波长。大多数鞭状天线都不用地线而用地网。小型鞭状天线常利用小型电台的金属外壳作地网。有时为了增大鞭状天线的有效高度,可在鞭状天线的顶端加一些不大的辐状叶片或在鞭状天线的中端加电感等。
鞭状天线可用于小型通信机、步谈机、汽车收音机等。
【对称天线】两部分长度相等而中心断开并接以馈电的导线,可用作发射和接收天线,这样构成的天线叫做对称天线。因为天线有时也称为振子,所以对称天线又叫对称振子,或偶极天线。
总长度为半个波长的对称振子,叫做半波振子,也叫做半波偶极天线。它是最基本的单元天线,用得也最广泛,很多复杂天线是由它组成的。半波振子结构简单,馈电方便,在近距离通信中应用较多。
【笼形天线】是一种宽波段弱定向天线。其结构如图2所示,它是把几根导线围成的空心圆柱体代替对称天线中的单导线辐射体而成的,因其辐射体呈笼形,故称笼形天线。笼形天线的工作波段宽,易于调谐。它适应于近距离的干线通信。
【角形天线】属于对称天线的一类,但它的两臂不排列在一条直线上,而成90°或120°角,故称角形天线。这种天线一般是水平装置的,它的方向性是不显著的。为了得到宽波段特性,角形天线的双臂也可采用笼形结构,称角笼形天线。
【折合天线】将振子弯折成相互平行的对称天线称为折合天线。有双线折合天线、三线折合天线及多线折合天线几种形式,图3中所示的是双线和三线折合天线。弯折时,应使各线上各对应点的电流同相,从远处看,整个天线如同一对称天线。但折合天线与对称天线比较,辐射增强。输入阻抗增大,便于与馈线耦合。
折合天线是一种调谐天线,工作频率较窄。它在短波和超短波波段获得广泛应用。
【V形天线】是由彼此成一角度的两条导线组成,形状象英文字母V的一种天线。其结构如图4所示,它的终端可以开路,也可以接有电阻,其电阻的大小等于天线的特性阻抗。V形天线具有单向性,最大发射方向在分角线方向的垂直平面内。它的缺点是效率低、占地面积大。
【菱形天线】是一种宽频带天线。其结构如图5所示,它由一个水平的菱形悬挂在四根支柱上构成,菱形的一只锐角接在馈线上,另一只锐角接一与菱形天线特性阻抗相等的终端电阻。其最大发射方向如图中箭头所示,在指向终端电阻方向的垂直平面内,具有单向性。
菱形天线的优点是增益高、方向性强、使用波段宽、易于架设和维护;缺点是占地面积大。
菱形天线经过变形之后,又有双菱形天线、回授式菱形天线及折式菱形天线三种形式。
菱形天线一般用于大中型短波收信电台。
【盘锥形天线】是一种超短波天线。其结构如图6所示,顶部为一圆盘(即辐射体),由同轴线的心线馈电,下面为一圆锥,接同轴线的外导体。圆锥的作用与无限大的地面相似,改变圆锥的倾斜角度,就能改变天线的最大辐射方向。它有极宽的频带。
【鱼骨形天线】鱼骨形天线又叫边射天线,是一种专用短波接收天线。其结构如图7所示,由在两根集合线上每隔一定距离连接一个对称振子组成,这些对称振子都是经过一很小的电容器接到集合线上的。在集合线的末端,即对着通信方向的一端,接上一个与集合线特性阻抗相等的电阻,另一端则通过馈线接到接收机上。
与菱形天线相比较,鱼骨形天线的优点是副瓣小(也就是主瓣方向接收能力强,在其它方向接收较弱),各天线之间相互影响小,占地较小;缺点是效率低,安装和使用均较复杂。
【八木天线】又叫引向天线。它有几根金属棒组成,结构如图8所示,其中一根是辐射器,辐射器后面一根较长的为反射器,前面数根较短的是引向器。辐射器通常用折迭式半波振子。天线最大辐射方向与引向器的指向相同。八木天线的优点是结构简单、轻便坚固、馈电方便;缺点频带窄、抗干扰性差。在超短波通信和雷达中应用。
【扇形天线】它有金属板式和金属导线式两种形式。结构如图9所示,其中,图(a)是扇形金属板式,图(b)是扇形金属导线式。这种天线由于加大了天线断面积,所以加宽了天线频带。线式扇形天线可以用三根、四根或五根金属导线。扇形天线用于超短波接收。
【双锥形天线】双锥形天线由两个锥顶相对的圆锥体组成,在锥顶馈电。其结构如图10所示,圆锥可以用金属面、金属线或金属网构成。正象笼形天线一样,由于天线的断面积增大,天线频带也随之加宽。双锥形天线主要用于超短波接收。
【抛物面天线】抛物面天线是一种定向微波天线,由抛物面反射器和辐射器组成,辐射器装在抛物面反射器的焦点或焦轴上。其结构如图11所示,辐射器发出的电磁波经过抛物面的反射,形成方向性很强的波束。抛物面反射器由导电性很好的金属做成,主要有以下四种方式:旋转抛物面、柱形抛物面、割截旋转抛物面及椭圆形边缘抛物面,最常用的是旋转抛物面和柱形抛物面。辐射器一般采用半波振子、开口波导、开槽波导等。
抛物面天线具有结构简单、方向性强、工作频带较宽等优点。缺点是:由于辐射器位于抛物面反射器的电场中,因而反射器对辐射器的反作用大,天线与馈线很难得到良好匹配;背面辐射较大;防护度较差;制作精度高。在微波中继通信、对流层散射通信、雷达及电视中广泛应用这种天线。
【喇叭抛物面天线】喇叭抛物面天线由喇叭和抛物面两部分组成。其结构如图12所示,抛物面盖在喇叭上,而喇叭的顶点位于抛物面的焦点上。喇叭是辐射器,它向抛物面辐射电磁波,电磁波经过抛物面反射,聚焦成窄波束发射出去。
喇叭抛物面天线的优点是:反射器对辐射器没有反作用,辐射器对反射电波没有遮挡作用,天线与馈电装置匹配较好;背面辐射小;防护度较高;工作频带非常宽;结构简单。喇叭抛物面天线在干线中继通信中用的很广泛。
【喇叭天线】又称号角天线。其结构如图13所示,它是由一段均匀波导和一段截面慢慢增大的喇叭状波导组成。喇叭天线有三种形式:扇形喇叭天线、角锥形喇叭天线及圆锥形喇叭天线。
喇叭天线是最常用的微波天线之一,一般用作辐射器。其优点是工作频带宽;缺点是体积较大,而且就同一口径来说,它的方向性不及抛物面天线尖锐。
【喇叭透镜天线】由喇叭及装在喇叭口径上的透镜组成,故称为喇叭透镜天线。透镜的原理参见透镜天线,这种天线具有相当宽的工作频带,而且比抛物面天线具有更高的防护度,它在波道数较多的微波干线通信中用得很广泛。
【透镜天线】在厘米波段,许多光学原理可以用于天线方面。在光学中,利用透镜能使放在透镜焦点上的点光源辐射出的球面波,经过透镜折射后变为平面波。透镜天线就是利用这一原理制作而成的。它由透镜和放在透镜焦点上的辐射器组成。
透镜天线有介质减速透镜天线和金属加速透镜天线两种。
图14的上图是介质减速透镜天线的原理图。透镜是用低损耗高频介质制成,中间厚,四周保从辐射源发出的球面波经过介质透镜时受到减速。所以球面波在透镜中间部分受到减速的路径长,在四周部分受到减速的路径短。因此,球面波经过透镜后就变成平面波,也就是说,辐射变成定向的。
图14的下图是金属加速透镜天线的原理图。透镜由许多块长度不同的金属板平行放置而成。金属板垂直于地面,愈靠近中间的金属板愈短。电波在平行金属板中传播时受到加速。从辐射源发出的球面波经过金属透镜时,愈靠近透镜边缘,受到加速的路径愈长,而在中间则受到加速的路径就短。因此,经过金属透镜后的球面波就变成平面波。
透镜天线具有下列优点:1、旁瓣和后瓣小,因而方向图较好;2、制造透镜的精度不高,因而制造比较方便。其缺点是效率低,结构复杂,价格昂贵。
透镜天线用于微波中继通信中。
【开槽天线】在一块大的金属板上开一个或几个狭窄的槽,用同轴线或波导馈电,这样构成的天线叫做开槽天线,也称裂缝天线。为了得到单向辐射,金属板的后面制成空腔,开槽直接由波导馈电。开槽天线结构简单,没有凸出部分,因此特别适合在高速飞机上使用。它的缺点是调谐困难。
【介质天线】介质天线是一根用低损耗高频介质材料(一般用聚苯乙烯)作成的圆棒,它的一端用同轴线或波导馈电。图15所示的天线是用同轴线馈电的棒状介质天线。图中1是介质棒;2是同轴线的内导体的延伸部分,形成一个振子,用以激发电磁波;3是同轴线;4是金属套筒。套筒的作用除夹住介质棒外,更主要的是反射电磁波,从而保证由同轴线的内导体激励电磁波,并向介质棒的自由端传播。
介质天线的优点是体积小,方向性尖锐;缺点是介质有损耗,因而效率不高。
【潜望镜天线】在微波中继通信中,天线往往安置在很高的支架上,因此,给天线馈电就得用很长的馈线。馈线过长会产生许多困难,如结构复杂,能量损耗大,由于在馈线接头处的能量反射而引起失真等。为了克服这些困难,可采用一种潜望镜天线,结构如图16所示,潜望镜天线由安置在地面上的下镜辐射器和安装在支架上的上镜反射器组成。下镜辐射器一般是抛物面天线,上镜反射器为金属平板。下镜辐射器向上发射电磁波,经过金属平板反射出去。
潜望镜天线的优点是能量损耗孝失真孝效率高。主要用于容量不大的微波中继通信中。
【螺旋天线】是一种具有螺旋形状的天线。它由导电性能良好的金属螺旋线组成,通常用同轴线馈电,同轴线的心线和螺旋线的一端相连接,同轴线的外导体则和接地的金属网(或板)相连接。螺旋天线的辐射方向与螺旋线圆周长有关。当螺旋线的圆周长比一个波长小很多时,辐射最强的方向垂直于螺旋轴;当螺旋线圆周长为一个波长的数量级时,最强辐射出现在螺旋旋轴方向上。
【天线调谐器】连接发射机与天线的一种阻抗匹配网络,叫做天线调谐器。天线输入阻抗随频率而发生很大的变化,而发射机输出阻抗是一定的,若发射机与天线直接连接,当发射机频率改变时,发射机与天线之间阻抗不匹配,就会降低辐射功率。使用天线调谐器,就能使发射机与天线之间阻抗匹配,从而使天线在任何频率上有最大的辐射功率。天线调谐器广泛用于地面、车载、舰载及航空短波电台中。
【对数周期天线】是一种宽频带天线,或者说是一种与频率无关的天线。结构如图17所示,其中,图1是一种简单的对数周期天线,它的偶极子长度和间隔符合下列关系:
τ
偶极子由一均匀双线传输线来馈电,如图2所示,传输线在相邻偶极子之间要调换位置。这种天线有一个特点:凡在f频率上具有的特性,在由τⁿf给出的一切频率上将重复出现,其中n为整数。这些频率画在对数尺上都是等间隔的,而周期等于τ的对数。对数周期天线之称即由此而来。对数周期天线只是周期地重复辐射图和阻抗特性。但是这样结构的天线,若τ不是远小于1,则它的特性在一个周期内的变化是十分小的,因而基本上是与频率无关的。
对数周期天线种类很多,有对数周期偶极天线和单极天线、对数周期谐振V形天线、对数周期螺旋天线等形式,其中最普遍的是对数周期偶极天线。这些天线广泛地用于短波及短波以上的波段。
【地波】沿地面传播的无线电波叫地波,又叫表面波。电波的波长越短,越容易被地面吸收,因此只有长波和中波能在地面传播。地波不受气候影响,传播比较稳定可靠。但在传播过程中,能量被大地不断吸收,因而传播距离不远。所以地波适宜在较小范围里的通信和广播业务使用。
【天波】经过空中电离层的反射或折射后返回地面的无线电波叫天波。所谓电离层,是地面上空40~800公里高度电离了的气体层,包含有大量的自由电子和离子。这主要是由于大气中的中性气体分子和原子,受到太阳辐射出的紫外线和带电微粒的作用所形成的。电离层能反射电波,也能吸收电波。对频率很高的电波吸收的很少。短波(即高频)是利用电离层反射传播的最佳波段,它可以借助电离层这面“镜子”反射传播;被电离层反射到地面后,地面又把它反射到电离层,然后再被电离层反射到地面,经过几次反射,可以传播很远。
一年四季和昼夜的不同时间,电离层都有变化,影响电波的反射,因此天波传播具有不稳定的特点。白天电离作用强,中波无线电波几乎全部被吸收掉,在收音机里难以收到远地中波电台播音;夜晚电离层对短波吸收的比较少,收听到的广播就比较多,声音也比较清晰。由于电离层总处在变化之中,反射到地面的电波有强有弱,所以用短波收音时会出现忽大忽小的衰落现象。太阳黑子爆发会引起电离层的骚动,增加对电波的吸收,甚至会造成短波通信的暂时中断。
由于大地对短波吸收严重,所以短波沿地面只能传播几十公里。
【空间波】从发射点经空间直线传播到接收点的无线电波叫空间波,又叫直射波。空间波传播距离一般限于视距范围,因此又叫视距传播。超短波和微波不能被电离层反射,主要是在空间直接传播。其传播距离很近,易受高山和高大建筑物阻挡,为了加大传输距离,必须架高天线,尽管这样,一般的传输距离也不过50公里左右。
微波接力通信是利用空间波传输的一种通信。由于微波的频率极高,频带很宽,能够传送大量的信息,微波通信已被广泛应用。为了加大传输距离,在传送途中,每隔一定距离都要建一个接力站,象接力赛跑一样,把信息传到远处。
【散射波】在无法建立微波接力的地区,如沙漠、海疆、岛屿之间的通信,可以利用散射波传递信息。电离层和比电离层低的对流层等,都能散射微波和超短波无线电波,并且可以把它们散射到很远的地方去,从而实现超视距通信。散射信号一般很弱,进行散射通信要求使用大功率发射机,高灵敏度接收机和方向性很强的天线。

 

 


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