无线通信系统总复习2014-16...ppt

第一章：通信技术基础第一章：通信技术基础第二章：无线通信技术第二章：无线通信技术第三章：短波和超短波通信系统第三章：短波和超短波通信系统第四章：微波中继通信系统第四章：微波中继通信系统第五章：卫星通信系统第五章：卫星通信系统一、基本概念一、基本概念二、通信系统的分类二、通信系统的分类三、通信方式三、通信方式四、通信系统的质量指标四、通信系统的质量指标五、通信技术的发展五、通信技术的发展通信通信 消息消息 信息信息 信号信号1.1.通信：通信：简单的说通信就是简单的说通信就是信息的传递和交换信息的传递和交换。包括人与人、人与机器以及机器与机器之间的信息包括人与人、人与机器以及机器与机器之间的信息传递和交换。传递和交换。（一）通信的概念（一）通信的概念3 3 信息：包含在消息之中，是消息中包含的信息：包含在消息之中，是消息中包含的对收信者有意义的内容。信息的大小用信息量来对收信者有意义的内容。信息的大小用信息量来描述，描述，信息量的大小与事物发生的概率有关信息量的大小与事物发生的概率有关，事，事物发生的概率越小，其信息量就越大；反之，事物发生的概率越小，其信息量就越大；反之，事物发生的概率越大，其信息量就越小。物发生的概率越大，其信息量就越小。（一）通信的概念（一）通信的概念4.4.信号：信号是消息的载荷者，是把消息转换信号：信号是消息的载荷者，是把消息转换成的适合于在通信系统的信道中传输的物理量成的适合于在通信系统的信道中传输的物理量（电信号、光信号）。信号与消息之间的关系是（电信号、光信号）。信号与消息之间的关系是一一对应的，因而信号中也就包含了所有要传输一一对应的，因而信号中也就包含了所有要传输的信息的信息 。（一）通信的概念（一）通信的概念5.5.信号的分类：信号按其时间上是否连续分为信号的分类：信号按其时间上是否连续分为连续信号与离散信号。信号按其随消息而变化的连续信号与离散信号。信号按其随消息而变化的参数取值是否连续，又可分为模拟信号与数字信参数取值是否连续，又可分为模拟信号与数字信号。号。（不要求严格叙述其定义，但要理解，能够（不要求严格叙述其定义，但要理解，能够严格区分）严格区分）（二）通信系统的概念（二）通信系统的概念1.1.通信系统的概念：通信系统是传送信息所需设备通信系统的概念：通信系统是传送信息所需设备的总和的总和 。（二）通信系统的概念（二）通信系统的概念2.2.通信系统一般模型通信系统一般模型传输媒介：传输媒介：从物理特性来分类，传输媒介可分为从物理特性来分类，传输媒介可分为有线和无线两类。有线传输媒介可以是光纤或电缆；而有线和无线两类。有线传输媒介可以是光纤或电缆；而无线传输媒介根据不同的频段可划分为长波、中波、短无线传输媒介根据不同的频段可划分为长波、中波、短波、超短波、微波、激光等，有较宽的频段。波、超短波、微波、激光等，有较宽的频段。一、基本概念一、基本概念二、通信系统的分类二、通信系统的分类三、通信方式三、通信方式四、通信系统的质量指标四、通信系统的质量指标五、通信技术的发展五、通信技术的发展（一）按传输信号的特征分类（一）按传输信号的特征分类 1.1.模拟通信系统模拟通信系统;2.;2.数字通信系统数字通信系统（二）按传输媒介的种类进行分类（二）按传输媒介的种类进行分类 1.1.有线通信系统；有线通信系统；2.2.无线通信系统无线通信系统。发送端发送端接收端接收端信信 源源信信道道编编码码调调 制制信信 道道压压缩缩编编码码解解 调调信信 宿宿保保密密解解码码信信道道解解码码压压缩缩解解码码保保密密编编码码噪噪 声声同同 步步信源编码信源编码信源解码信源解码信信源源信信源源编编码码器器信信道道编编码码器器加加密密器器调调制制器器信信道道解解调调器器解解密密器器信信道道译译码码器器信信源源译译码码器器信信宿宿噪声源噪声源同步系统同步系统同步系统同步系统一、基本概念一、基本概念二、通信系统的分类二、通信系统的分类三、通信方式三、通信方式四、通信系统的质量指标四、通信系统的质量指标五、通信技术的发展五、通信技术的发展（一）（一）按消息传送的方向与时间关系划分按消息传送的方向与时间关系划分1.1.单工通信方式单工通信方式2.2.双工通信方式双工通信方式3.3.半双工通信方式半双工通信方式1.1.单工通信方式单工通信方式同频单工设备简单，同频单工设备简单，节约频谱节约频谱，但操作不便。，但操作不便。异频单工的双方收发信机分别使用不同的频率异频单工的双方收发信机分别使用不同的频率f1f1和和f2f2，只要这两个频率有足够的频差，借助于滤波器，只要这两个频率有足够的频差，借助于滤波器等选频电路，就可大大减少发信机对收信机的干扰。等选频电路，就可大大减少发信机对收信机的干扰。2.2.双工通信方式双工通信方式双方可以同时进行发信和收信的通信方式称为双双方可以同时进行发信和收信的通信方式称为双工方式。在双工方式中，收发双方分别使用不同的频工方式。在双工方式中，收发双方分别使用不同的频率（率（f f1 1和和f f2 2），这两个频率称作一对信道（或波道、），这两个频率称作一对信道（或波道、频道）。双工电台频道）。双工电台操作方便操作方便，但，但占用信道多占用信道多，电源消电源消耗大耗大（发射机长期处于工作状态发射机长期处于工作状态）。）。3.3.半双工通信方式半双工通信方式通信双方一端采用单工工作（终端），另一端采通信双方一端采用单工工作（终端），另一端采用双工工作的通信方式（基站）。用双工工作的通信方式（基站）。其优点是设备简单，功耗小，通信距离远；缺点其优点是设备简单，功耗小，通信距离远；缺点是操作仍不太方便。所以半双工方式主要用于专业移是操作仍不太方便。所以半双工方式主要用于专业移动通信系统中，如汽车调度等。动通信系统中，如汽车调度等。（二）按数字信号排列顺序分（二）按数字信号排列顺序分1.1.串序传输串序传输2.2.并序传输并序传输（二）按数字信号排列顺序分（二）按数字信号排列顺序分1.1.串序传输串序传输2.2.并序传输并序传输一般的远距离数字通信大都采用串序传输方式，因为这一般的远距离数字通信大都采用串序传输方式，因为这种传输方式只需占用一条通路；并序传输的优点是节省传输时种传输方式只需占用一条通路；并序传输的优点是节省传输时间，但需要传输信道多，设备复杂，成本高，故较少采用，一间，但需要传输信道多，设备复杂，成本高，故较少采用，一般适用于计算机和其它高速数字系统，特别适用于设备之间的般适用于计算机和其它高速数字系统，特别适用于设备之间的近距离通信。近距离通信。一、基本概念一、基本概念二、通信系统的分类二、通信系统的分类三、通信方式三、通信方式四、通信系统的质量指标四、通信系统的质量指标五、通信技术的发展五、通信技术的发展通信系统的质量指标或性能指标涉及信息传输通信系统的质量指标或性能指标涉及信息传输的有效性、可靠性、适应性、经济型、安全性、的有效性、可靠性、适应性、经济型、安全性、标准性及维护和使用是否方便等。标准性及维护和使用是否方便等。1.1.模拟通信系统的模拟通信系统的有效性有效性：用给定信道（即给：用给定信道（即给定带宽）内可传话路数的多少来衡量。定带宽）内可传话路数的多少来衡量。当给定信道容许传输带宽及单路信号的有效传当给定信道容许传输带宽及单路信号的有效传输带宽，就可以确定信道容许的最大通路数目。输带宽，就可以确定信道容许的最大通路数目。例如：调频波的频带比调幅波宽，因此，在信例如：调频波的频带比调幅波宽，因此，在信道上传输调频波的有效性就不如调幅波。道上传输调频波的有效性就不如调幅波。2.2.数字通信系统的数字通信系统的有效性有效性：以给定信道内单位时间传：以给定信道内单位时间传输信息的多少来衡量。通常用码元速率输信息的多少来衡量。通常用码元速率R RB B 、信息速率、信息速率R Rb b和和频带利用率频带利用率来表示。来表示。（1 1）码元速率）码元速率码元速率码元速率R RB B也称传码率或符号传输速率等。它定义为每也称传码率或符号传输速率等。它定义为每秒钟传输码元的数目，单位为波特（秒钟传输码元的数目，单位为波特（BaudBaud），简记为），简记为B B。RbM=RBM I平均平均 （bit/s）M 进制数进制数RbM=RBM log2M （bit/s）条件：各种符号均等概出现条件：各种符号均等概出现（3 3）码元速率与信息速率之间的关系码元速率与信息速率之间的关系（二）可靠性：（二）可靠性：是指接收端所恢复信号的准确是指接收端所恢复信号的准确程度，主要是质量。程度，主要是质量。模拟通信系统模拟通信系统,用接收设备用接收设备输出端输出端的信噪比的信噪比（平均信号功率与噪声功率之比）来衡量。（平均信号功率与噪声功率之比）来衡量。数字通信系统，用比特或符号的错误概率来衡数字通信系统，用比特或符号的错误概率来衡量。量。通信是指消息的传递。通信是指消息的传递。（）（）信息是包含在消息之中的。信息是包含在消息之中的。（）（）消息中包含信息。消息中包含信息。（）（）消息中含有的信息是固定不变的。消息中含有的信息是固定不变的。（）（）信息量的大小与事件发生的概率有关，概率越信息量的大小与事件发生的概率有关，概率越大，信息量也越大。大，信息量也越大。（）（）信号是与消息直接相对应的。信号是与消息直接相对应的。（）（）模拟信号通常是与消息直接对应的。模拟信号通常是与消息直接对应的。（）（）信号是与信息直接相对应的信号是与信息直接相对应的。（）（）信源编码可去多余度，而信道编码却增加了多信源编码可去多余度，而信道编码却增加了多余度，其作用相互抵消，因此在同一系统中只余度，其作用相互抵消，因此在同一系统中只能选用一个能选用一个。（）（）二进制数字通信系统中，每个码元的信息量二进制数字通信系统中，每个码元的信息量都是都是1bit。（。（）四进制数字通信系统中，平均每个码元的信四进制数字通信系统中，平均每个码元的信息量为息量为2bit。（。（）数字通信设备可以集成，因而要比模拟通信设数字通信设备可以集成，因而要比模拟通信设备简单得多。（备简单得多。（）二进制数字通信系统的码元周期为二进制数字通信系统的码元周期为1 1毫秒，则其毫秒，则其码元速率为码元速率为10001000波特，信息速率为波特，信息速率为10001000比特比特/秒。秒。（）（）在系统频带宽度及码元速率一定的情况在系统频带宽度及码元速率一定的情况下，信息速率越高，频带利用率也越高。下，信息速率越高，频带利用率也越高。（）对一给定系统，适当提高码元速率可使对一给定系统，适当提高码元速率可使频带利用率提高。频带利用率提高。（）第一章：通信技术基础第一章：通信技术基础第二章：无线通信技术第二章：无线通信技术第三章：短波和超短波通信系统第三章：短波和超短波通信系统第四章：微波中继通信系统第四章：微波中继通信系统第五章：卫星通信系统第五章：卫星通信系统第一节：无线通信概述第一节：无线通信概述第二节：无线通信系统结构第二节：无线通信系统结构第三节：天线基础知识第三节：天线基础知识第四节：无线通信基本技术第四节：无线通信基本技术一、基本概念一、基本概念二、无线通信的主要应用二、无线通信的主要应用三、无线电波频谱划分三、无线电波频谱划分四、无线电波传播特性四、无线电波传播特性五、无线通信发展趋势五、无线通信发展趋势 无线电通信无线电通信是指利用无线电波在空间是指利用无线电波在空间传播来传输消息的通信方式。传播来传输消息的通信方式。一般认为，频率在一般认为，频率在3000GHz以下，不通以下，不通过导线、电缆或人工波导等传输媒介，在空过导线、电缆或人工波导等传输媒介，在空间辐射传播的电磁波叫作间辐射传播的电磁波叫作无线电波无线电波。无线电波是横电磁波无线电波是横电磁波线极化线极化圆极化圆极化椭圆极化椭圆极化电磁波传播：地波、天波、视线传播、散射传播电磁波传播：地波、天波、视线传播、散射传播对流层对流层地球地球010 km电离层电离层60300 km平流层平流层地地 波波短波、超短波、微波系统中，只有短波的低频端可以采用地波传播的方式（1）受到大地的吸收地面的导电性能越好，吸收越小；电波频率越低，损耗越小。（2）具有绕射能力地波在传播过程中能绕过障碍物而传播的现象，称为绕射。（2）具有绕射能力波长愈长，绕射能力愈强；障碍物越低窄，波源距障碍物越远，绕射能力越强。天波传播是指电波经高空电离层反射而到达地面接收点的一种传播方式。它是短波的主要传播方式。D层：高层：高60 80 kmE层：高层：高100 120 kmF层：高层：高150 400 kmF1层：层：140 200 kmF2层：层：250 400 km晚上：晚上：D层、层、F1层消失层消失E层、层、F2层减弱层减弱 电离层的结构电离层的结构D DE EF FF F2 2F F1 1地地地地 面面面面（1）稳定性较差电离层的高度、电子密度随着季节、昼夜和地区的不同而变化。（2）传播距离远电离层存在于501000千米的高空，天波传播时，电波可被电离层反射一次或多次。电波在发射天线和接收天线能互相“看见”的距离内的一种传播方式，故也称之为视距传播。它是超短波和微波的主要传播方式。所谓视距是当天线高度一定时，由天线顶端所能看到的最远距离。h1h2r0r0=4.12（h1+h2）（1）受地形、地物的影响大。障碍物越高，天线距障碍物越近，影响就越大。（2）与天波传播相比，信号较为稳定。（1）受地形、地物的影响大。优点优点:1.通信距离远，建站成本与通信通信距离远，建站成本与通信距离无关。距离无关。卫星轨道卫星轨道静止卫星静止卫星赤道赤道42.4%18000km2.以广播形式工作，便于实现多以广播形式工作，便于实现多址联接。址联接。在卫星天线波束的覆盖区内，无论在在卫星天线波束的覆盖区内，无论在什么地方，都可以利用共同卫星进行相互什么地方，都可以利用共同卫星进行相互间的通信。这种能同时实现多方向、多地间的通信。这种能同时实现多方向、多地点通信的能力，称为点通信的能力，称为“多址联接多址联接”技术。技术。优点优点:3.通信容量大，能传递的业务类通信容量大，能传递的业务类型多。型多。优点优点:4.可以自发自收进行监测。可以自发自收进行监测。1.需要先进的空间和电子技术需要先进的空间和电子技术2.要解决信号传输时延带来的影响要解决信号传输时延带来的影响 发信者发出的消息传到收信者发信者发出的消息传到收信者手中需要一定的时间，这一时间就手中需要一定的时间，这一时间就是传输时延。是传输时延。缺点缺点:1.需要先进的空间和电子技术需要先进的空间和电子技术2.要解决信号传输时延带来的影响要解决信号传输时延带来的影响3.要圆满实现要圆满实现“多址联接多址联接”4.要要保证卫星能高度稳定、可靠地保证卫星能高度稳定、可靠地工作工作缺点缺点:5.要要解决星蚀、地面微波系统与卫解决星蚀、地面微波系统与卫星通信系统之间的相互干扰及安星通信系统之间的相互干扰及安全问题全问题缺点缺点:利用对流层、电离层大气的不均匀性以及流星坠落大气层所形成的电离余迹等，对电波的散射作用而实现的超视距传播。主要用于超短波和微波波段的远距离通信。（3）衰落严重（2）和通信线路的地形、地物有关。（1）传播损耗大接收端信号振幅总是呈现出忽大忽小的随机变化，这种现象称为“衰落”。第一节：无线通信概述第一节：无线通信概述第二节：无线通信系统结构第二节：无线通信系统结构第三节：天线基础知识第三节：天线基础知识第四节：无线通信基本技术第四节：无线通信基本技术一、传输线基础知识一、传输线基础知识二、传输线的分布参数与等效电路二、传输线的分布参数与等效电路三、均匀传输线方程及其正弦稳态解三、均匀传输线方程及其正弦稳态解四、均匀无耗传输线的输入阻抗四、均匀无耗传输线的输入阻抗五、均匀无耗传输线的反射系数五、均匀无耗传输线的反射系数六、传输线的传输功率和效率六、传输线的传输功率和效率七、均匀无耗传输线的三种工作状态七、均匀无耗传输线的三种工作状态八、均匀无耗传输线的阻抗匹配八、均匀无耗传输线的阻抗匹配九、天线的参数九、天线的参数（一）传输线的作用：（一）传输线的作用：（二）对传输线的要求：（二）对传输线的要求：（三）传输线上电磁波的分类（三）传输线上电磁波的分类（一）传输线的作用：（一）传输线的作用：1 1、传输高频电磁能量、传输高频电磁能量2 2、构成各种形式的微波元件、构成各种形式的微波元件（二）对传输线的要求：（二）对传输线的要求：1 1、传输效率高，损耗小。、传输效率高，损耗小。2 2、传输的功率要大。、传输的功率要大。3 3、适用的频段要宽。、适用的频段要宽。4 4、价格便宜。、价格便宜。5 5、牢固耐用、方便灵活。、牢固耐用、方便灵活。（三）传输线上电磁波的分类（三）传输线上电磁波的分类1 1、横电磁波（、横电磁波（TEMTEM波）：波）：2 2、横电波（、横电波（TETE波）：波）：3 3、横磁波（、横磁波（TMTM波）：波）：（四）传输线的分类（四）传输线的分类1 1、双导体传输线，又称为、双导体传输线，又称为TEMTEM波传输线波传输线2 2、金属波导管，传输横电波或横磁波、金属波导管，传输横电波或横磁波3 3、介质波导，又称为表面波传输线、介质波导，又称为表面波传输线一、传输线基础知识一、传输线基础知识二、传输线的分布参数与等效电路二、传输线的分布参数与等效电路三、均匀传输线方程及其正弦稳态解三、均匀传输线方程及其正弦稳态解四、均匀无耗传输线的输入阻抗四、均匀无耗传输线的输入阻抗五、均匀无耗传输线的反射系数五、均匀无耗传输线的反射系数（一）电气长度：（一）电气长度：（二）长线：（二）长线：（三）分布参数：（三）分布参数：（四）等效电路：（四）等效电路：（一）电气长度：（一）电气长度：传输线的几何长度与其工作传输线的几何长度与其工作波长的比值，即：波长的比值，即：（二）长线：（二）长线：1 1、分布电阻：、分布电阻：指单位长度导线的电阻总值。指单位长度导线的电阻总值。2 2、分布电导：、分布电导：指单位长度导线的并联电导值。指单位长度导线的并联电导值。（三）分布参数：（三）分布参数：3 3、分布电感：、分布电感：指单位长度导线的自感。指单位长度导线的自感。4 4、分布电容：、分布电容：指单位长度导线间电容的大小。指单位长度导线间电容的大小。dz0一、传输线基础知识一、传输线基础知识二、传输线的分布参数与等效电路二、传输线的分布参数与等效电路三、均匀传输线方程及其正弦稳态解三、均匀传输线方程及其正弦稳态解四、均匀无耗传输线的输入阻抗四、均匀无耗传输线的输入阻抗五、均匀无耗传输线的反射系数五、均匀无耗传输线的反射系数传播常数衰减常数相移常数特性阻抗3、特性阻抗：、特性阻抗：无耗传输线：无耗传输线：平行双导线：平行双导线：同轴线：同轴线：一、传输线基础知识一、传输线基础知识二、传输线的分布参数与等效电路二、传输线的分布参数与等效电路三、均匀传输线方程及其正弦稳态解三、均匀传输线方程及其正弦稳态解四、均匀无耗传输线的输入阻抗四、均匀无耗传输线的输入阻抗五、均匀无耗传输线的反射系数五、均匀无耗传输线的反射系数（3）Z=Z0时，时，Zin（d）Z=Z0均匀无耗传输线上输入阻抗的性质：均匀无耗传输线上输入阻抗的性质：（1）/2 阻抗重复性：阻抗重复性：（2）/4 阻抗变换性：阻抗变换性：输入导纳：输入导纳：一、传输线基础知识一、传输线基础知识二、传输线的分布参数与等效电路二、传输线的分布参数与等效电路三、均匀传输线方程及其正弦稳态解三、均匀传输线方程及其正弦稳态解四、均匀无耗传输线的输入阻抗四、均匀无耗传输线的输入阻抗五、均匀无耗传输线的反射系数五、均匀无耗传输线的反射系数1、定义式：、定义式：2、计算式：、计算式：反射系数与输入阻抗的关系：反射系数与输入阻抗的关系：或：或：结论：结论：电压反射系数电压反射系数 (d)一般为复数，其模等一般为复数，其模等于反射波电压与入射波电压之振幅比，其幅于反射波电压与入射波电压之振幅比，其幅角表示反射波电压与入射波电压之间的相位角表示反射波电压与入射波电压之间的相位差。在均匀无耗传输线上，各点反射系数的差。在均匀无耗传输线上，各点反射系数的模都等于终端反射系数的模，是一常数，而模都等于终端反射系数的模，是一常数，而且在且在0,1范围之内。反射系数的幅角按因子范围之内。反射系数的幅角按因子e-j2 d 作周期性变化，其周期为作周期性变化，其周期为/2。六、均匀无耗传输线的三种工作状态六、均匀无耗传输线的三种工作状态七、均匀无耗传输线的阻抗匹配七、均匀无耗传输线的阻抗匹配八、天线的参数八、天线的参数（一）哪三种状态：（一）哪三种状态：（1）行波状态，也称为无反射状态；）行波状态，也称为无反射状态；（2）驻波状态，也称为全反射状态；）驻波状态，也称为全反射状态；（3）行驻波状态，也称为部分反射状态。）行驻波状态，也称为部分反射状态。1、负载、负载Z：（二）工作条件（参量特征）：（二）工作条件（参量特征）：行波状态：行波状态：Z=Z0行驻波状态：行驻波状态：Z=R jX 驻波状态：驻波状态：Z=0，或，或 jX R 0，X 0X=0且且R Z02、反射系数、反射系数(d)：（二）工作条件（参量特征）：（二）工作条件（参量特征）：行驻波：行驻波：0|(d)|1行波：行波：(d)0驻波：驻波：|(d)|=1Z=Z=jX，=1，=+1Z=0 越大，驻波成分越大；越大，驻波成分越大；3、电压驻波比、电压驻波比 与行波系数与行波系数K：（二）工作条件（参量特征）：（二）工作条件（参量特征）：K 越大，行波成分越大。越大，行波成分越大。行波：行波：|=0，=1，K=1驻波：驻波：|=1，=，K=0行驻波：行驻波：0|1，1 ，0K13、电压驻波比、电压驻波比 与行波系数与行波系数K：（二）工作条件（参量特征）：（二）工作条件（参量特征）：（三）线上电压、电流及输入阻抗的分布（三）线上电压、电流及输入阻抗的分布行波状态（无反射状态）：行波状态（无反射状态）：驻波状态（全反射状态）：驻波状态（全反射状态）：行驻波状态（部分反射状态）：行驻波状态（部分反射状态）：行波线上电压、电流及输入阻抗的分布情况行波线上电压、电流及输入阻抗的分布情况dZ=Z0Z00|U|I|d0Z0Zin短路线上电压、电流及输入阻抗的分布情况短路线上电压、电流及输入阻抗的分布情况Z=0Z0/4/23/4 00dZind0行驻波线上电压、电流的分布情况行驻波线上电压、电流的分布情况0/4/23/4 d行驻波线上输入阻抗的分布情况行驻波线上输入阻抗的分布情况（1）电压波节点）电压波节点（2）电压波腹点）电压波腹点行驻波条件下，沿线的输入阻抗通常行驻波条件下，沿线的输入阻抗通常为复阻抗，只有在电压波节点和电压为复阻抗，只有在电压波节点和电压波腹点呈纯电阻特性，且：波腹点呈纯电阻特性，且：（三）行驻波状态（三）行驻波状态3、行驻波参量、行驻波参量（1）电压驻波比）电压驻波比（三）行驻波状态（三）行驻波状态3、行驻波参量、行驻波参量（2）行波系数）行波系数（三）行驻波状态（三）行驻波状态3、行驻波参量、行驻波参量电压驻波比电压驻波比 越大，驻波成分越大；越大，驻波成分越大；行波系数行波系数K 越大，行波成分越大。越大，行波成分越大。行波时，行波时，|=0，=1，K=1；驻波时，驻波时，|=1，=，K=0。行驻波时，行驻波时，0|1，1 ，0K1。（三）行驻波状态（三）行驻波状态4、行驻波线上的阻抗分布、行驻波线上的阻抗分布（1）电压波节点）电压波节点（2）电压波腹点）电压波腹点六、均匀无耗传输线的三种工作状态六、均匀无耗传输线的三种工作状态七、均匀无耗传输线的阻抗匹配七、均匀无耗传输线的阻抗匹配八、天线的参数八、天线的参数（一）（一）/4阻抗变换器阻抗变换器1、Z R 时：时：R Z0R Z01Z0/4（一）（一）/4阻抗变换器阻抗变换器2、Z R+jX 时：时：Z Z0Z Z01Z0/4Zin1Z01Z0/4Z Z0RinRinRin（一）（一）/4阻抗变换器阻抗变换器2、Z R+jX 时：时：Z Z0（方法二）（方法二）Z Z01Z0 /4Z0 min六、均匀无耗传输线的三种工作状态六、均匀无耗传输线的三种工作状态七、均匀无耗传输线的阻抗匹配七、均匀无耗传输线的阻抗匹配八、天线的参数八、天线的参数（一）天线的方向性（一）天线的方向性（二）天线的效率（二）天线的效率（三）天线的增益（增益系数）（三）天线的增益（增益系数）（四）天线的极化（四）天线的极化（五）谐振频率与天线带宽（五）谐振频率与天线带宽（六）天线倾角（仰角）（六）天线倾角（仰角）（七）电压驻波比（七）电压驻波比0.707Emax后瓣后瓣主瓣主瓣副瓣副瓣2 0.5Emax1.1.方向图方向图半功率点半功率点波瓣宽度波瓣宽度（1 1）主瓣宽度越）主瓣宽度越小小，方向图越，方向图越尖锐尖锐，天线的，天线的方向性就越方向性就越强强。（2 2）主瓣与后瓣的辐射强度之比，叫做）主瓣与后瓣的辐射强度之比，叫做前后前后比比（正反比正反比），在工程上可用来衡量二频制电），在工程上可用来衡量二频制电路的串扰程度。路的串扰程度。（3 3）副瓣各辐射方向上的最大场强）副瓣各辐射方向上的最大场强E E1 1或功率密或功率密度度p p1 1与主瓣最大辐射方向上的场强与主瓣最大辐射方向上的场强E Emaxmax或功率密或功率密度度p pmaxmax之比的对数值称为副瓣电平。之比的对数值称为副瓣电平。副瓣电平越小，功率损耗就越小，对其它副瓣电平越小，功率损耗就越小，对其它方向的干扰也小，受干扰也越小。方向的干扰也小，受干扰也越小。不同的应用场合对方向图的要求会有所不同，不同的应用场合对方向图的要求会有所不同，并非副瓣越小越好！并非副瓣越小越好！2.2.方向性系数方向性系数定义一：天线的方向性系数定义一：天线的方向性系数D D是定向天线在其是定向天线在其最强辐射方向上某距离处的辐射强度与总辐射最强辐射方向上某距离处的辐射强度与总辐射功率相同的无方向性理想天线在同一距离处的功率相同的无方向性理想天线在同一距离处的辐射强度之比辐射强度之比。2.2.方向性系数方向性系数定义定义二二：在最大辐射方向上，产生相等的电场：在最大辐射方向上，产生相等的电场强度的条件下，无方向性的点源所辐射的功率强度的条件下，无方向性的点源所辐射的功率与被研究的天线所辐射的功率的比值与被研究的天线所辐射的功率的比值。天线的效率通常是指天线的辐射功率天线的效率通常是指天线的辐射功率P Pr r与输入与输入功率功率P Pinin之比之比。当以相同的输入功率输入被研究天线和无方向当以相同的输入功率输入被研究天线和无方向性理想天线时，被研究天线最大辐射方向上产性理想天线时，被研究天线最大辐射方向上产生的场强的平方值与无方向性理想天线在该点生的场强的平方值与无方向性理想天线在该点产生的场强的平方值之比产生的场强的平方值之比。增益系数也可定义为在接收点场强相同时，无增益系数也可定义为在接收点场强相同时，无方向性理想天线的输入功率与被研究天线的输方向性理想天线的输入功率与被研究天线的输入功率之比入功率之比。线极化线极化圆极化圆极化椭圆极化椭圆极化天线一般在某一频率上调谐，并在此谐振频率天线一般在某一频率上调谐，并在此谐振频率为中心的一段频带上有效，这个调谐频率称为为中心的一段频带上有效，这个调谐频率称为谐振频率。谐振频率。天线的带宽是指它有效工作的频率范围。天线的带宽是指它有效工作的频率范围。天线倾角是指天线主瓣方向与水平面的夹角。天线倾角是指天线主瓣方向与水平面的夹角。1.1.一定的方向性。一定的方向性。2.2.较高的效率。较高的效率。3.3.一定的频带宽度。一定的频带宽度。4.4.一定的极化形式。一定的极化形式。5.5.其它：一定的功率、体积小、重量轻、造价其它：一定的功率、体积小、重量轻、造价低廉、架设方便、结构可靠等。低廉、架设方便、结构可靠等。第一节：无线通信概述第一节：无线通信概述第二节：无线通信系统结构第二节：无线通信系统结构第三节：天线基础知识第三节：天线基础知识第四节：无线通信基本技术第四节：无线通信基本技术一、调制技术一、调制技术二、多址技术二、多址技术三、扩展频谱技术三、扩展频谱技术四、编码技术四、编码技术五、分集接收技术五、分集接收技术（一）什么是调制：（一）什么是调制：所谓调制，就是按调制信号（基带所谓调制，就是按调制信号（基带信号）的变化规律去改变载波某个参数信号）的变化规律去改变载波某个参数的过程。其结果（反映在已调波上），的过程。其结果（反映在已调波上），或者使基带信号的频谱发生了搬移，或或者使基带信号的频谱发生了搬移，或者使基带信号的频谱按照某种规律发生者使基带信号的频谱按照某种规律发生了改变，或者两者兼而有之。了改变，或者两者兼而有之。（二）为什么要调制：（二）为什么要调制：1、调制后的信号容易辐射。、调制后的信号容易辐射。2、为了充分利用频率资源。、为了充分利用频率资源。3、为了多路复用。、为了多路复用。4、调制可以降低噪声和干扰对通信、调制可以降低噪声和干扰对通信 的影响。的影响。（三）已调信号的基本特征：（三）已调信号的基本特征：1、携带了基带信号的信息。、携带了基带信号的信息。2、适合传输。、适合传输。3、信号的频谱具有带通形式、信号的频谱具有带通形式 且中心频率远离零频。且中心频率远离零频。一、调制技术一、调制技术二、多址技术二、多址技术三、扩展频谱技术三、扩展频谱技术四、编码技术四、编码技术五、分集接收技术五、分集接收技术 实现多址联接的技术基础是信号分割，也就是在发端要进行恰当的信号设计，使系统中各地球站所发射的信号各有差别；而各地球站接收端则具有信号识别的能力，能从混合着的信号中选择出本站所需的信号。多址联接方式几种多址方式的比较几种多址方式的比较FDMA：简单，技术成熟，但有交：简单，技术成熟，但有交 调干扰调干扰TDMA：无交调干扰，但要全网精：无交调干扰，但要全网精 确同步确同步CDMA：抗干扰能力强，但在卫星：抗干扰能力强，但在卫星 通信中效通信中效 率低率低SDMA：提高系统容量，但天线复杂：提高系统容量，但天线复杂一、调制技术一、调制技术二、多址技术二、多址技术三、扩展频谱技术三、扩展频谱技术四、编码技术四、编码技术五、分集接收技术五、分集接收技术1 1、低截获概率、低截获概率2 2、强抗干扰能力、强抗干扰能力3 3、高时间分辨率、高时间分辨率4 4、高保密性、高保密性5 5、码分多址、码分多址跳频速率跳频速率 信息符号速率信息符号速率跳频速率跳频速率 信息符号速率信息符号速率一、调制技术一、调制技术二、多址技术二、多址技术三、扩展频谱技术三、扩展频谱技术四、编码技术四、编码技术五、分集接收技术五、分集接收技术.编码方法：编码方法：.避免过载的方法：避免过载的方法：过载量化噪声：过载量化噪声：当过载量化噪声存在时，量化信噪比急剧当过载量化噪声存在时，量化信噪比急剧下降，实际应用中应防止过载的出现，无过载下降，实际应用中应防止过载的出现，无过载量化噪声的条件是：量化噪声的条件是：1 1、差错控制方式分类、差错控制方式分类2 2、奇偶监督（校验）码、奇偶监督（校验）码3 3、行列奇偶监督码、行列奇偶监督码4 4、恒比码、恒比码5 5、线性分组码、线性分组码一、调制技术一、调制技术二、多址技术二、多址技术三、扩展频谱技术三、扩展频谱技术四、编码技术四、编码技术五、分集接收技术五、分集接收技术频率分集由于工作频率不同，频率分集由于工作频率不同，电波之间的相关性比较小，从而同电波之间的相关性比较小，从而同时产生深衰落的概率也比较小。因时产生深衰落的概率也比较小。因此，频率分集抗此，频率分集抗频率选择性衰落频率选择性衰落比比较有效。较有效。频率分集需要有两套收发信系频率分集需要有两套收发信系统，统，增加了设备故障率增加了设备故障率风险，并且风险，并且占用更多的频带，占用更多的频带，降低了频谱利用降低了频谱利用率率。空间分集发信只需要一套设备，空间分集发信只需要一套设备，但收信仍需要两套设备；另外，由于但收信仍需要两套设备；另外，由于需要两副天线，因而造成了成本的增需要两副天线，因而造成了成本的增加。但与频率分集相比，加。但与频率分集相比，空间分集的空间分集的频带利用率更高频带利用率更高。一、短波信道的特性一、短波信道的特性二、短波通信系统二、短波通信系统三、短波自适应通信系统三、短波自适应通信系统四、短波通信系统的应用与发展四、短波通信系统的应用与发展五、超短波通信系统五、超短波通信系统