[信息與通信]通信與無線電

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1、通信與無線電一、通信發(fā)展與目標(biāo)通信從廣義上來說是雙方或多方信息的交流并被相互了解?！白唏R遣書信”，“曉氣朔煙上”這兩句古詩形象的敘述了我國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始的。1844年，塞繆爾·莫爾斯第一次電報傳輸；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)明了無線電報；1901年，馬可尼發(fā)出了第一個跨越大西洋的無線電信號，并于1915年實(shí)現(xiàn)了跨大西洋的首次無線國際電話交談。20世紀(jì)30年代，移動電話技術(shù)開始試驗(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、移動通信為特征，以微波、擴(kuò)頻跳頻、時分碼分多路復(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、個人通信、多媒體通信為目的。無論何人何處何時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、信道消息是對某個事物的描述和反映，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。按信號與消息的關(guān)系分，信號可分為數(shù)字信號，模擬信號。信道，信號傳輸?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)男盘栴愋停竭_(dá)接收端后又由接收變換器還原成原來的信息。通信系統(tǒng)框圖接收發(fā)送變換器一、無線電波

4、什么叫無線電波？無線電波是一種能量傳輸形式，在傳播過程中，電場和磁場在空間是相互垂直的，同時這兩者又都垂直于傳播方向。電磁波的傳播電場電場電場振子電波傳輸方向磁場磁場無線電波和光波一樣，它的傳播速度和傳播媒質(zhì)有關(guān)。無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)的相對介電常數(shù)?？諝獾南鄬殡姵?shù)與真空的相對介電常數(shù)很接近，略大于１。無線電波有點(diǎn)象一個池塘上的波紋，在傳播時波會減弱。因此，無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?？捎檬溅耍剑?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，單位為米。由上述關(guān)系式不難看出，同一頻率的無線電波在不同的媒質(zhì)中傳播時，速度是不同的，因此波長也不一樣。我們通常使用的聚四氟乙烯型絕緣同軸射頻電纜其相對介電常數(shù)ε約為2.1，因此，Ｖε≈Ｃ/1.44，λε≈λ/1.44。波長無線電波的波長、頻率和傳播速度的關(guān)系無線電波的極化無線電波在空間傳播時，其電場方向是按一定的規(guī)律而變化的，這種現(xiàn)象稱為無線電波的極化。無線電波的電場方向稱為電波的極化方向。如果電波的電場方向垂直于地面，我們就稱它為垂直極化波。如果電波的電場方向與地面平行，則稱它為水平極化波。二、無線電發(fā)射聲音及其傳播：1.聲音是由振動產(chǎn)

6、生的：振動體周圍產(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”無論一個人怎樣盡力大喊，靠聲波都是傳不遠(yuǎn)的。2.有線傳輸：3.無線電波------與聲波有著本質(zhì)的不同聲波---------是機(jī)械振動的結(jié)果無線電波---是電磁振蕩的產(chǎn)物電磁波（無線電波）的產(chǎn)生：導(dǎo)線中流過交變的電流→→產(chǎn)生交變的磁場→→在其周圍再產(chǎn)生變化的電場→→又激起變化的磁場→→。。?！纬刹豢煞指畹碾妶龊痛艌?，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在無線電廣播中我們會經(jīng)常聽到：“這里是××廣播電臺，××××千赫……”這是在告訴我們這家電臺的名稱和發(fā)射的無線電波頻率。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