无线电基础入门知识资料汇总.doc
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1、#*无线电基础知识4.1 无线电频段的划分 4.2 信号 频谱 带宽4.3 传输线P158 电磁波的波长与频率之间的关系?反比 = c/f 波长c光速 f频率P159 频率高低排列:X射线可见光无线电波高频率 EHF SHF UHF VHF HF MF LF VLF ELF 长波长P160频谱指什么?幅谱和相谱的总称。频谱描述的是(频率和幅度的大小)将各正弦分量的幅度按照其频率的高低依次排列,得到振幅频谱,简称幅谱。将各正弦分量的初相位按照其频率的高低依次排列,为相位频谱,简称相谱。P162 将传送信号所必须的频率范围成为信号的带宽P163 电话通信:3kHz;传输高品质音乐需要(传输带宽高)
2、:30 Hz 16 kHz;超短波无线电广播:150 kHz ;电视的每个频道:7 8 MHz .P165 L ,短线。短线适用于集中参数电路。当L,长线。长线适用于分布参数电路。P167 如果把传输线上的分布电容和分布电感看成是均匀分布的,为均匀无损耗电路。P167传输线上的特性阻抗?Zc = 传播速度:V = P168为什么飞机上用同轴光缆?电阻损耗小,辐射损耗低。P170 在传输线上导致能量消耗的是?“分布电阻”。传输线越长,电阻越大,损耗越大。这种损耗可以通过放大器加以解决。P168 传输线的种类:平行双线传输线(200MHz以下)、同轴传输线(3GHz)。P171 同轴传输线只能传输
3、3GHz以下的信号,高于3GHz由波导来传输。P172 当RL=ZC时,传输线上为什么波? 只有入射波,没有反射波。高频信号呈波浪式地向终端传播,并且电能全部传输到负载上,这种状态称为行波状态。(传输信号源的能量必须采用行波状态。)P176 当RLZC时,传输线上为什么波?(行-驻波,选项只有 混合波) P174 /4 的短路线相当于并联谐振,阻抗为无穷大;小于/4 的短路线相当于电感。/4 的开路线相当于串联谐振,阻抗为零;小于/4 的开路线相当于电容。P175 电压驻波比 VSWR : 传输线上相邻电压波腹与电压波节之比。VSWR = uf 入射波电压 ur 反射波电压RL = ZC ur
4、 = 0 ,VSWR = 1,行波状态。RLZC VSWR 1 ,行-驻波状态。RL = 0或 ,uf = ur ,VSWR = ,驻波状态。实际传输线的VSWR(大于1)。P177 在波导中传输电磁波的波长应小于(宽边)的两倍 2aP180 矩形波导中最常用的一种横电波是 TE10电磁波能量向前传送的实质是(分布L和C充放电过程)。4.4 电磁波与天线P180 电磁波在波导里的传播方式:窄壁斜反射而曲折前进P187 电磁波在空间任意点的电场向量与磁场向量垂直,并与传播方向垂直叫什么波?横电磁波。在空间中传播的电磁波为(横电磁波或TEM波)P188 电磁波在真空传播的速度? 光速P188 水平
5、极化:极化波的电场与地面平行;垂直极化:电场与地面垂直。电磁波的极化方向是(电场方向)。P189 电磁波只能在绝缘体中传播而不能在导体中传播。射向导体全反射。无线电波的传播方式可分为天波,地波,空间波和散射波。P190 地波(表面波):最佳辐射波是垂直极化波,使用频率一般低于2MHz。地面导电系数越小、电磁波频率越高,损耗越大。中波主要利用地波传播。P190 天波:由电离层反射到接收点。短波主要利用天波传播。电离层对电磁波的折射与电磁波频率、电离层的电子密度及入射角有关。频率高不易折射,容易穿透。电子密度越大,越易折射;入射角越大,越易折射。P192 空间波:沿视线直接传播到接收点。包括直达波
6、和地面反射波。超短波是利用空间波来传播的。P193 电磁波传播特点超长波(VLF)、长波(LF)用地波和天波为主。传输稳定距离远。由于波段窄不能容纳大量电台。这两个波段天波干扰最大。由于超长波还可以深入水下一定距离,可供潜艇导航用。中波(MF)地面对中波的吸收比长波大,所以地波传输比长波的距离近。白天电离层对中波吸收较大,因此,白天中波不能用来有效的传播。夜间电离层对 的吸收大为减小,因此,夜间中波的天波可以比地波传播的更远。中波以地波传播方式为主。无线电罗盘使用中长波波段。短波(HF)主要利用天波传播。受电离层变化影响特别明显,导致传播不稳定,产生衰减现象。短波有时会出现静区。超短波(VHF
7、)只能利用空间波传输。地波衰减快,天波穿透电离层。受天线干扰小,保密性好。我们把张角为180的/4开路线作为天线或组成天线的基本单元。发射天线和接收天线的摆放方向应该在同一极化方向上,这样接收信号最强。天线的种类:半波振子(偶极)天线,垂直天线,环形天线,引向天线,平板缝隙天线。1. 半波振子天线向外辐射的是水平极化波。通过天线的平面内其方向图呈“8”字形。应用在机载无线电高度表。半波振子天线在与天线平行平面内的辐射是具有方向性的;在与垂直平面内的辐射是全向的,无方向性的。2. /4垂直天线在水平平面内的辐射是全向的,是无方向性的辐射图形。调幅(AM)广播电台使用的就是垂直天线。一些广播电台的
8、天线周围的地面上铺设有金属导电网,这一金属网称为地网,它产生镜像效应,使天线的总辐射功率增强。在飞机上,垂直天线的应用也相当广泛,工作在VHF上的一些机载无线电设备常采用刀形天线。这种类型的天线相当于1/4波长的垂直天线。刀形天线的应用:VHF通信系统,DME、应答机等。频率越高,天线的尺寸越小。3. 环形天线的特点:环形的直径(对角线)远小于信号的波长。环形天线的方向图是“8”字形。应用在机载ADF接收机上。4. 引向天线是一种常用的米波和分米波天线,它具有结构简单、方向性好、频带宽等特点。电视室外接收天线几乎都是引向天线。安装于跑道的航向/下滑天线和指点信标的地面台天线就是由引向天线阵构成
9、的。引向天线通常由有源半波振子天线再附加反射器和引向器构成。有源半波振子天线作为驱动单元。反射器的作用是将驱动单元的辐射能量反射回去,使另外一个方向上的辐射强度加强。引向器的作用是将驱动单元的辐射能量在某一方向上加强。加入反射器和引向器后,使引向天线的方向性增强。引向器越多,方向性越强。但实际上,一般最多有12个引向器。5. 气象雷达天线:平板缝隙天线,具有良好的方向性。天线参数:天线增益(G),波瓣张角a,前后比。1. 天线增益:反映其主要辐射方向上所产生的场强大小。它是一个相对值,一般以半波振子天线作为参考。天线在主要辐射方向上的有功功率PF与半波振子天线主要辐射方向上的有功功率PD之比的
10、对数。单位:dB。公式:G=10logPF/PD。如果用电压之比计算,则为:G=20logUF/UD。2. 波瓣张角a:在水平或垂直辐射方向上,辐射场强沿波瓣的走向逐渐下降,在下降到70.7%(两个半功率点)的两个点与天线中心的连线之间的夹角a称为波瓣张角。显然,该角越小,天线的方向性越强,天线辐射的能量越集中。3. 前后比:主辐射方向上的功率或电压PF(UF)与反方向上的功率或电压Pr(Ur)之比的对数。单位:dB。 公式:r=10logPF/Pr r=20logUF/Ur4.5 无线电发射机P204 发射机的基本组成:振荡,调制,放大器P205 高频振荡器产生高频信号做载波。将低频信号附加
11、在高频载波上的过程成为调制。用低频信号控制载波的振幅,使载波振幅随低频信号的瞬时值变化,成为调幅。用低频信号控制载波的频率,使载波频率随低频信号的瞬时值变化,成为调频。在幅度调制中,载波的幅度随音频信号的幅度而变化,而其频率保持不变。调频信号是载波的频率随被调信号的幅值变化,载波振幅不变 调幅信号中包含有三个不同频率的正弦分量:1.fc(载频分量,其振幅等于原来载波的振幅Ucm);2.fc+F(上边频,m/2Ucm);3.fc-F(下边频,m/2Ucm)。调幅信号的带宽等于低频信号所包含的最高频率的两倍。(即W=2fc)P209 实际调幅波的平均调制系数m远小于1.m(调幅系数)不能大于1,否
12、则出现过调幅,造成信号失真。将普通调幅信号抑除不包含信息的载波成分,只发射包含有用信息的上、下边带,形成抑制载波(AM-SC)的双边带调幅(DSB)。P210 单边带调制(SSB)的优点是? 提高的频带利用率,解决信道拥挤问题;节省功率;减小由于选择性衰落引起的信号失真。 调幅信号带宽等于最高调制频率这是什么调幅:SSB(单边带调幅)高频电路中的SSB属于(调幅波)。P210 高电平调幅工作在丙类功率放大极。P211 低电平调幅主要方法:平方律调幅、模拟乘积调幅和斩波调幅。平方律调幅是利用晶体管或场效应管等的非线性特性实现的。平方律调幅工作在甲类非线性状态,效率不高,是常用的低电平调幅方法。P
13、213 调频指数(mf),它表示调频时最大的相位偏移。 调频指数计算 mf=f/F ;f频偏,F低频调制信号的频率P214 调频信号带宽W计算公式 W = 2(mf +1)F = 2(f + F)因为W = 2(mf +1)F,当mf1时:W2mf.F。由此可知,在调频指数很小的情况下,调频信号的带宽接近于调幅信号的带宽;在调频指数很大的情况下,调频信号的带宽约为调幅信号的mf倍。P215 高频功率放大器一般采用LC谐振回路作负载,因为具有选频和阻抗变换功能,可使放大器得到最佳的匹配阻抗,从而获得大的功率增益,并通过回路的滤波作用,使信号波形的失真得到改善。P215 高频功放工作在丙类工作状态
14、。高频放大的主要目的:输出功率大,效率高。通常选择在弱过压工作状态。P216 高频功率放大器的组成? 晶体管、谐振回路和直流供电电路P218 高频功率放大器的工作状态:负载阻抗变化时,放大器工作状态由“欠压”到“临界”逐渐过渡到“过压”。临界状态:功率最大,效率较高;弱过压状态:功率高,效率高。要求输出电压稳定时,工作在过压状态。收音机的AM频率为465Hz,波段为5401600Hz,则需要频率为(10052065Hz)。4.6 无线电接收机P219 超外差接收机的基本组成:混频,放大,检波。接收机的中频频率是固定的。P219 谐振放大器作高频放大器时,只能抑制远离工作频率的干扰,但不能抑制邻
15、道干扰。高频放大器也有放大的作用,但接收机中设置高频放大器主要目的不是提高放大能力,而是提高接收机的信噪比。P220 中频放大器采用较复杂的谐振回路,提高邻道干扰的抑制能力。中频放大器的输出谐振特性曲线近似为矩形,说明电路的(选择性好)。P221 通常把变频器中的非线性元件与中频带通滤波器合在一起,称混频器。P222 在接收机中,选择低中频可以提高中频放大器的稳定放大系数,抑制邻道干扰;选择高中频,有利于抑制镜像干扰。P223 超外差式接收机输入信号频率高了一倍,则中频输出(不变)。P223 镜像频率计算 fp = fs+2*fIF = fs+2(fc-fs) = 2fc-fs变频器中输入信号
16、fS=535KHZ 本振信号fC=1000KHZ 问镜像频率fp= 1465 KHzP225 调幅信号的解调采用检波的方法,由检波器完成;小信号检波也称为平方律检波,是利用二极管伏安特性曲线的弯曲部分;大信号检波是利用二极管导通和截止的非线性作用来实现检波。为了使接收机输出尽量平稳,接收机中通常采用自动增益控制电路(AGC)来控制接收机的增益。基本工作原理是:根据接收机中频放大器输出电平的高低来自动调节高、中频电路的增益,当接收机在输入信号很强时使增益减小,而在输入信号较弱时使增益较大,从而保持接收机输出电平的稳定。对调频信号的解调采用鉴频的方法,由鉴频器完成。P230 鉴频器常用的有:斜率、
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