[信息與通信]通信與無(wú)線電

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1、通信與無(wú)線電一、通信發(fā)展與目標(biāo)通信從廣義上來(lái)說(shuō)是雙方或多方信息的交流并被相互了解。“走馬遣書(shū)信”，“曉氣朔煙上”這兩句古詩(shī)形象的敘述了我國(guó)古代以快馬傳遞消息和烽火通知戰(zhàn)事的通信手段。周幽王烽火戲諸侯是其中最典型的例子。通信手段的真正革命是從電信開(kāi)始的。1844年，塞繆爾·莫爾斯第一次電報(bào)傳輸；1876年，亞歷山大·格雷厄姆·貝爾發(fā)明了電話；1895年，古列爾·莫·馬可尼發(fā)明了無(wú)線電報(bào)；1901年，馬可尼發(fā)出了第一個(gè)跨越大西洋的無(wú)線電信號(hào)，并于1915年實(shí)現(xiàn)了跨大西洋的首次無(wú)線國(guó)際電話交談。20世紀(jì)30年代，移動(dòng)電話技術(shù)開(kāi)始試驗(yàn)，1947年形成了蜂窩電話的概念，1962年試驗(yàn)成

2、功。1962年，第一課廣播通信試驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射升空；現(xiàn)代通信以衛(wèi)星通信、光纖通信、移動(dòng)通信為特征，以微波、擴(kuò)頻跳頻、時(shí)分碼分多路復(fù)用、程序控制、智能控制等先進(jìn)技術(shù)為手段，以網(wǎng)絡(luò)為依托，以全球通信、個(gè)人通信、多媒體通信為目的。無(wú)論何人何處何時(shí)以何種形式都能完成雙方或多方的交互，這就是通信的終極目標(biāo)。二、信息、信號(hào)、信道消息是對(duì)某個(gè)事物的描述和反映，是表示事物內(nèi)涵的一種形式。通信系統(tǒng)的根本目的是傳遞消息。消息的價(jià)值取決于其所包含的有意義的內(nèi)容的多少。我們將消息所包含的有意義的內(nèi)容稱為信息，消息所含信息的多少稱為消息的信息量。為了傳遞消息，必須借助于一定的運(yùn)載工具，通常是把形形色色的消

3、息轉(zhuǎn)變成為電光等物理參數(shù)才能在信道上傳輸。這種物理參數(shù)的函數(shù)形式稱為信號(hào)。按信號(hào)與消息的關(guān)系分，信號(hào)可分為數(shù)字信號(hào)，模擬信號(hào)。信道，信號(hào)傳輸?shù)拿浇?，通信的通道。三、通信系統(tǒng)模型信源是指發(fā)出信息的信息源，可以是給出信息的人或機(jī)器設(shè)備；信宿是信息傳送的目的地，也即信息的接收者；信道是指連接信源和信宿的傳輸設(shè)備和介質(zhì)，有有線和無(wú)線之分；噪聲源是實(shí)際通信系統(tǒng)中客觀存在的干擾源，有內(nèi)部噪聲和外部干擾兩方面；交換設(shè)備用于信息的轉(zhuǎn)接；發(fā)送和接收變換器的目的是為了把信源發(fā)出的信息變換成適合于信道傳輸?shù)男盘?hào)類型，到達(dá)接收端后又由接收變換器還原成原來(lái)的信息。通信系統(tǒng)框圖接收發(fā)送變換器一、無(wú)線電波

4、什么叫無(wú)線電波？無(wú)線電波是一種能量傳輸形式，在傳播過(guò)程中，電場(chǎng)和磁場(chǎng)在空間是相互垂直的，同時(shí)這兩者又都垂直于傳播方向。電磁波的傳播電場(chǎng)電場(chǎng)電場(chǎng)振子電波傳輸方向磁場(chǎng)磁場(chǎng)無(wú)線電波和光波一樣，它的傳播速度和傳播媒質(zhì)有關(guān)。無(wú)線電波在真空中的傳播速度等于光速。我們用Ｃ＝３０００００公里／秒表示。在媒質(zhì)中的傳播速度為：Ｖε`＝Ｃ/√ε，式中ε為傳播媒質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)?？諝獾南鄬?duì)介電常數(shù)與真空的相對(duì)介電常數(shù)很接近，略大于１。無(wú)線電波有點(diǎn)象一個(gè)池塘上的波紋，在傳播時(shí)波會(huì)減弱。因此，無(wú)線電波在空氣中的傳播速度略小于光速，通常我們就認(rèn)為它等于光速。可用式λ＝Ｖ/ｆ表示。式中，Ｖ為速度，單位為米/

5、秒；ｆ為頻率，單位為赫茲；λ為波長(zhǎng)，單位為米。由上述關(guān)系式不難看出，同一頻率的無(wú)線電波在不同的媒質(zhì)中傳播時(shí)，速度是不同的，因此波長(zhǎng)也不一樣。我們通常使用的聚四氟乙烯型絕緣同軸射頻電纜其相對(duì)介電常數(shù)ε約為2.1，因此，Ｖε≈Ｃ/1.44，λε≈λ/1.44。波長(zhǎng)無(wú)線電波的波長(zhǎng)、頻率和傳播速度的關(guān)系無(wú)線電波的極化無(wú)線電波在空間傳播時(shí)，其電場(chǎng)方向是按一定的規(guī)律而變化的，這種現(xiàn)象稱為無(wú)線電波的極化。無(wú)線電波的電場(chǎng)方向稱為電波的極化方向。如果電波的電場(chǎng)方向垂直于地面，我們就稱它為垂直極化波。如果電波的電場(chǎng)方向與地面平行，則稱它為水平極化波。二、無(wú)線電發(fā)射聲音及其傳播：1.聲音是由振動(dòng)產(chǎn)

6、生的：振動(dòng)體周圍產(chǎn)生聲波，聲波在空氣中以340m/s的速度傳送，隨著距離的增加，衰減是很快的，傳送距離是有限的。音調(diào)的高低，就是聲音的頻率：20Hz---20KHz----叫做“音頻”無(wú)論一個(gè)人怎樣盡力大喊，靠聲波都是傳不遠(yuǎn)的。2.有線傳輸：3.無(wú)線電波------與聲波有著本質(zhì)的不同聲波---------是機(jī)械振動(dòng)的結(jié)果無(wú)線電波---是電磁振蕩的產(chǎn)物電磁波（無(wú)線電波）的產(chǎn)生：導(dǎo)線中流過(guò)交變的電流→→產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)→→在其周圍再產(chǎn)生變化的電場(chǎng)→→又激起變化的磁場(chǎng)→→。。?！纬刹豢煞指畹碾妶?chǎng)和磁場(chǎng)，像水波一樣向外傳播→→形成電磁波傳輸?shù)氖且纛l電流，離不開(kāi)導(dǎo)線，傳輸不遠(yuǎn)放大器電

7、磁波的傳播速度是：3×108m/s在無(wú)線電廣播中我們會(huì)經(jīng)常聽(tīng)到：“這里是××廣播電臺(tái)，××××千赫……”這是在告訴我們這家電臺(tái)的名稱和發(fā)射的無(wú)線電波頻率。交流電每秒發(fā)生50次改變方向和大小的周期性變化。在電學(xué)里，把電流強(qiáng)度隨時(shí)間作周期性變化的電流叫作振蕩電流。交流電就是一種振蕩電流。振蕩電流每秒周期性變化的次數(shù)叫作振蕩頻率。在無(wú)線電技術(shù)里，向外發(fā)射的是高輻射能量的高頻（一般在幾百千赫以上）振蕩電流，而每秒振蕩幾十次的低頻振蕩電流的輻射能量很低，在無(wú)線電廣播技術(shù)中是不適用的。4.有線傳輸中的音頻能否產(chǎn)生電