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《導(dǎo)航概論》PPT課件

《導(dǎo)航概論》PPT課件

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1、1.3無(wú)線電技術(shù)基礎(chǔ)1.3無(wú)線電技術(shù)基礎(chǔ)1.3.1無(wú)線電波及傳播1.3.2天線及饋線1.3.3無(wú)線電信號(hào)的調(diào)制與發(fā)射1.3.4無(wú)線電信號(hào)的接收無(wú)線電廣播通信系統(tǒng)導(dǎo)航概論>無(wú)線電技術(shù)基礎(chǔ)1.3.1無(wú)線電波及傳播一、無(wú)線電波的產(chǎn)生二、無(wú)線電波的極化方式三、無(wú)線電波的傳播特性四、無(wú)線電波的傳播方式導(dǎo)航概論>無(wú)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(jìn)行能量的交換。一個(gè)完全開(kāi)放的平板電容,當(dāng)它被頻率為ω的電壓激勵(lì)時(shí),就向空間輻射電磁波。x是電場(chǎng)方向;z是傳播方向;Em和α分別表示空間信號(hào)的最大振幅和初

2、始相位;ω為角頻率(單位為rad/s),ωt反映了波的相位隨時(shí)間的變化;β反映波的相位隨空間的變化(單位為rad/m),稱(chēng)空間角頻率或空間相位常數(shù)。導(dǎo)航概論>無(wú)線電技術(shù)基礎(chǔ)>無(wú)線電波的產(chǎn)生對(duì)應(yīng)空間某處z,電場(chǎng)隨時(shí)間周期性變化,角頻率為ω,振幅為Em;對(duì)應(yīng)某時(shí)刻z,電場(chǎng)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(shí),空間磁場(chǎng)Hy(z,t)始終與空間電場(chǎng)Ex(z,t)垂直,并且它們都與傳播方向垂直。導(dǎo)航概論>無(wú)線電技術(shù)基礎(chǔ)>無(wú)線電波的產(chǎn)生等相面:在同一時(shí)刻空間電磁波相位相同的點(diǎn)連成的面;等幅面:同一時(shí)刻振幅相同的點(diǎn)連成的面。均

3、勻電磁波:若等相面與等幅面重合,則稱(chēng)其為均勻電磁波,這時(shí)在等相面上,電波具有相同的振幅。按等相面的形狀,電磁波可分為平面波、球面波和柱面波等。由點(diǎn)輻射源產(chǎn)生的電磁波即為球面波,而到了無(wú)窮遠(yuǎn)處,由于球面波的曲率很小,可將其近似為平面波。導(dǎo)航概論>無(wú)線電技術(shù)基礎(chǔ)>無(wú)線電波的產(chǎn)生無(wú)線電波頻段劃分序號(hào)頻段名稱(chēng)頻率范圍/kHz波段名稱(chēng)1極低頻3×10-3~3×10-2極長(zhǎng)波2超低頻3×10-2~3×10-1超長(zhǎng)波3特低頻3×10-1~3×100特長(zhǎng)波4甚低頻(VLF)3×100~3×101甚長(zhǎng)波5低頻(LF)3×101~3×102長(zhǎng)波6中頻(M

4、F)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(jí)高頻3×108~3×109亞毫米波導(dǎo)航概論>無(wú)線電技術(shù)基礎(chǔ)>無(wú)線電波的產(chǎn)生二、無(wú)線電波的極化方式無(wú)線電波的極化(polarization),是指在空間輻射場(chǎng)某一固定位置上電場(chǎng)矢量端點(diǎn)隨時(shí)間運(yùn)動(dòng)的軌跡。對(duì)于平面波來(lái)說(shuō),極化可簡(jiǎn)化定義為其電場(chǎng)矢量的方向;如果矢量方向恒定

5、,就認(rèn)為是線極化波,并且在習(xí)慣上認(rèn)為其極化軸是沿水平方向的。導(dǎo)航概論>無(wú)線電技術(shù)基礎(chǔ)>無(wú)線電波的極化方式有時(shí)電磁波在傳播過(guò)程中極化軸會(huì)出現(xiàn)旋轉(zhuǎn),每個(gè)傳播波長(zhǎng)旋轉(zhuǎn)360°。當(dāng)所有極化角的場(chǎng)強(qiáng)相等時(shí)就是圓極化,如場(chǎng)強(qiáng)發(fā)生變化就是橢圓極化。波的旋轉(zhuǎn)方向既可以是順時(shí)針也可以是逆時(shí)針。二、無(wú)線電波的極化方式導(dǎo)航概論>無(wú)線電技術(shù)基礎(chǔ)>無(wú)線電波的極化方式三、無(wú)線電波的傳播特性自由空間:電導(dǎo)率為零、相對(duì)介電常數(shù)ε和相對(duì)磁導(dǎo)率u都恒為1的各向同性、均勻無(wú)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(shí),只有直線傳播的擴(kuò)散損耗,傳播速度等于真空中

6、的光速。若傳輸媒質(zhì)的特性隨時(shí)間而產(chǎn)生隨機(jī)變化,則稱(chēng)該媒質(zhì)是隨(機(jī))參(量)的。電波在隨參媒質(zhì)中傳播,會(huì)出現(xiàn)信號(hào)隨時(shí)間的隨機(jī)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(duì)傳播的影響與電波頻率有關(guān),稱(chēng)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(chēng)為非均勻媒質(zhì)空間。由于地球表面的起伏不平及大氣對(duì)電波的多級(jí)折(反)射,電波會(huì)經(jīng)由不同途徑(信道)到達(dá)接收端,其傳播距離、信號(hào)相移、衰減特性都不同,這時(shí)接收端信號(hào)的總和將是不穩(wěn)定的起伏信號(hào),稱(chēng)為多徑干擾。導(dǎo)航概論>無(wú)線電技術(shù)基礎(chǔ)>無(wú)線電波的傳播特性四、無(wú)線電波的傳

7、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(dǎo)航概論>無(wú)線電技術(shù)基礎(chǔ)>無(wú)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(chēng)為地面波傳播(groundwavepropagation)或表面波傳播(surface-wavepropagation)。當(dāng)天線采用直立形式低架于地面上,架設(shè)高度遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)時(shí),電波的最大輻射方向?yàn)檠刂厍虮砻娴姆较?,這時(shí)主要是地面波傳播,并且通常為垂直極化波的方式。導(dǎo)航概論>無(wú)線電技術(shù)基礎(chǔ)>無(wú)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(dǎo)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

8、性等;與晝夜、季節(jié)、氣象變化等條件和太陽(yáng)的放射性關(guān)系不大。地面是否平坦跟電波的波長(zhǎng)有關(guān)。地面波的特點(diǎn)是信號(hào)質(zhì)量好,傳播比較穩(wěn)定可靠,并且沒(méi)有多徑效應(yīng);但隨著電波頻率的增高(一般大于2MHz時(shí)),地面對(duì)電波的吸收就趨于嚴(yán)重

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