《導航概論》PPT課件

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1、1.3無線電技術(shù)基礎(chǔ)1.3無線電技術(shù)基礎(chǔ)1.3.1無線電波及傳播1.3.2天線及饋線1.3.3無線電信號的調(diào)制與發(fā)射1.3.4無線電信號的接收無線電廣播通信系統(tǒng)導航概論>無線電技術(shù)基礎(chǔ)1.3.1無線電波及傳播一、無線電波的產(chǎn)生二、無線電波的極化方式三、無線電波的傳播特性四、無線電波的傳播方式導航概論>無線電技術(shù)基礎(chǔ)R、L、C可構(gòu)成諧振回路，其諧振角頻率為，理想的L、C并不消耗能量，只進行能量的交換。一個完全開放的平板電容，當它被頻率為ω的電壓激勵時，就向空間輻射電磁波。x是電場方向；z是傳播方向；Em和α分別表示空間信號的最大振幅和初始相位；ω為角頻率（單位為rad/s），ωt反映了波的相

2、位隨時間的變化；β反映波的相位隨空間的變化（單位為rad/m），稱空間角頻率或空間相位常數(shù)。導航概論>無線電技術(shù)基礎(chǔ)>無線電波的產(chǎn)生對應空間某處z，電場隨時間周期性變化，角頻率為ω，振幅為Em；對應某時刻z，電場在空間呈周期性分布，空間角頻率為β，振幅為Em。電波傳播時，空間磁場Hy(z,t)始終與空間電場Ex(z,t)垂直，并且它們都與傳播方向垂直。導航概論>無線電技術(shù)基礎(chǔ)>無線電波的產(chǎn)生等相面：在同一時刻空間電磁波相位相同的點連成的面；等幅面：同一時刻振幅相同的點連成的面。均勻電磁波：若等相面與等幅面重合，則稱其為均勻電磁波，這時在等相面上，電波具有相同的振幅。按等相面的形狀，電磁波可

3、分為平面波、球面波和柱面波等。由點輻射源產(chǎn)生的電磁波即為球面波，而到了無窮遠處，由于球面波的曲率很小，可將其近似為平面波。導航概論>無線電技術(shù)基礎(chǔ)>無線電波的產(chǎn)生無線電波頻段劃分序號頻段名稱頻率范圍/kHz波段名稱1極低頻3×10-3～3×10-2極長波2超低頻3×10-2～3×10-1超長波3特低頻3×10-1～3×100特長波4甚低頻(VLF)3×100～3×101甚長波5低頻(LF)3×101～3×102長波6中頻(MF)3×102～3×103中波7高頻(HF)3×103～3×104短波8甚高頻(VHF)3×104～3×105超短波9超高頻(UHF)3×105～3×106分米波微波波

4、段10特高頻(SHF)3×106～3×107厘米波11極高頻(EHF)3×107～3×108毫米波12超級高頻3×108～3×109亞毫米波導航概論>無線電技術(shù)基礎(chǔ)>無線電波的產(chǎn)生二、無線電波的極化方式無線電波的極化（polarization），是指在空間輻射場某一固定位置上電場矢量端點隨時間運動的軌跡。對于平面波來說，極化可簡化定義為其電場矢量的方向；如果矢量方向恒定，就認為是線極化波，并且在習慣上認為其極化軸是沿水平方向的。導航概論>無線電技術(shù)基礎(chǔ)>無線電波的極化方式有時電磁波在傳播過程中極化軸會出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，每個傳播波長旋轉(zhuǎn)360°。當所有極化角的場強相等時就是圓極化，如場強發(fā)生變化就是

5、橢圓極化。波的旋轉(zhuǎn)方向既可以是順時針也可以是逆時針。二、無線電波的極化方式導航概論>無線電技術(shù)基礎(chǔ)>無線電波的極化方式三、無線電波的傳播特性自由空間：電導率為零、相對介電常數(shù)ε和相對磁導率u都恒為1的各向同性、均勻無耗介質(zhì)空間，其介質(zhì)特性與真空等效。電磁波在自由空間傳播時，只有直線傳播的擴散損耗，傳播速度等于真空中的光速。若傳輸媒質(zhì)的特性隨時間而產(chǎn)生隨機變化，則稱該媒質(zhì)是隨（機）參（量）的。電波在隨參媒質(zhì)中傳播，會出現(xiàn)信號隨時間的隨機起伏，產(chǎn)生衰落現(xiàn)象：慢衰落、快衰落、選擇性衰落若傳播媒質(zhì)對傳播的影響與電波頻率有關(guān)，稱媒質(zhì)是色散的。若傳播空間存在不同特性的傳輸媒質(zhì)，或媒質(zhì)具有不均勻性，稱為

6、非均勻媒質(zhì)空間。由于地球表面的起伏不平及大氣對電波的多級折（反）射，電波會經(jīng)由不同途徑（信道）到達接收端，其傳播距離、信號相移、衰減特性都不同，這時接收端信號的總和將是不穩(wěn)定的起伏信號，稱為多徑干擾。導航概論>無線電技術(shù)基礎(chǔ)>無線電波的傳播特性四、無線電波的傳播方式1.地面波傳播1.3.天波傳播3.視距傳播4.散射傳播導航概論>無線電技術(shù)基礎(chǔ)>無線電波的傳播方式1.地面波傳播電波沿地球表面的傳播稱為地面波傳播（groundwavepropagation）或表面波傳播（surface-wavepropagation）。當天線采用直立形式低架于地面上，架設高度遠小于波長時，電波的最大輻射方向為

7、沿著地球表面的方向，這時主要是地面波傳播，并且通常為垂直極化波的方式。導航概論>無線電技術(shù)基礎(chǔ)>無線電波的傳播方式1.地面波傳播地面波的傳播主要受半導電性地球表面的影響，如地面的磁電特性、地貌地物的不平坦性等；與晝夜、季節(jié)、氣象變化等條件和太陽的放射性關(guān)系不大。地面是否平坦跟電波的波長有關(guān)。地面波的特點是信號質(zhì)量好，傳播比較穩(wěn)定可靠，并且沒有多徑效應；但隨著電波頻率的增高（一般大于2MHz時），地面對電波的吸收就趨于嚴重