【無(wu)(wu)線電(dian)(dian)】無(wu)(wu)線電(dian)(dian)的原理(li) 無(wu)(wu)線電(dian)(dian)的作用(yong) 無(wu)(wu)線電(dian)(dian)百科
無線電是指在所有自由空間(包括空氣和真空)傳播的電磁波,是其中的一個有限頻帶,上限頻率在300GHz(吉赫茲),下限(xian)頻(pin)率較(jiao)不統一,在(zai)各(ge)種射頻(pin)規范書,常見的有3KHz~300GHz(ITU-國際電信(xin)聯盟規定),9KHz~300GHz,10KHz~300GHz。
無線電發展歷程
發明過程
麥克斯韋最早在他遞交給英國皇家學會的論文《電磁場的動力理論》中闡明了電磁波傳播的理論基礎。他的這些工作完成于1861年至1865年之間。
1864年,英(ying)國科(ke)學家麥克斯(si)韋在(zai)總結前人研究電(dian)(dian)磁現象(xiang)的基礎上,建(jian)立了完(wan)整的電(dian)(dian)磁波理論。他斷定電(dian)(dian)磁波的存在(zai),推(tui)導出電(dian)(dian)磁波與光具有(you)同(tong)樣的傳播速度。1887年德(de)國物理學家赫(he)茲用實(shi)驗證(zheng)實(shi)了電(dian)(dian)(dian)磁(ci)波的(de)存在。之后,人們又(you)進行了許多實(shi)驗,不(bu)僅(jin)證(zheng)明光是一種電(dian)(dian)(dian)磁(ci)波,而且發現了更(geng)多形(xing)式的(de)電(dian)(dian)(dian)磁(ci)波,它們的(de)本質完全相(xiang)同,只是波長(chang)和頻率有很大的(de)差別(bie)。
海因里希·魯道夫·赫茲(Heinrich Rudolf Hertz)在1886年至(zhi)1888年間首先通過試(shi)驗(yan)驗(yan)證了(le)麥(mai)克斯韋的理論。他證明了(le)無線電(dian)輻射(she)具有波的所有特性,并發(fa)現電(dian)磁場方程(cheng)(cheng)可以用偏微(wei)分方程(cheng)(cheng)表達,通常稱為(wei)波動(dong)方程(cheng)(cheng)。
無線電的發明人是美籍塞爾維亞裔科學家尼古拉·特斯拉。
1893年,尼(ni)古(gu)拉·特斯拉(Nikola Tesla)在美國密蘇里州圣路易(yi)斯首次公開(kai)展示(shi)了無(wu)(wu)線電通(tong)信(xin)。在為“費城(cheng)富蘭克(ke)林(lin)學院”以及全(quan)國電燈協會做的報告中,他描述并演示(shi)了無(wu)(wu)線電通(tong)信(xin)的基(ji)本原理。他所(suo)制作的儀器包含電子管發(fa)明(ming)之前無(wu)(wu)線電系統(tong)的所(suo)有基(ji)本要素(su)。尼古拉(la)·特斯拉(la)于1897年在美國獲得了無線電(dian)技術的專利。然而,美國專利局(ju)于1904年將其專(zhuan)利(li)(li)權撤銷,轉而授(shou)予馬可(ke)尼(ni)(ni)發明無線電的(de)專(zhuan)利(li)(li)。這一舉(ju)動可(ke)能(neng)是受到馬可(ke)尼(ni)(ni)在(zai)美國的(de)經(jing)濟(ji)后盾人物,包(bao)括托(tuo)馬斯·愛迪(di)生,安德魯·卡耐基影響(xiang)的(de)結果。
1906年(nian)圣誕前夜,雷吉納德·菲森登(deng)(Reginald Fessenden)在(zai)美(mei)國(guo)麻薩諸塞州采(cai)用外差(cha)法實現了歷史上(shang)首(shou)次無線電廣播。菲森登廣播了他自己(ji)用小提琴演奏“平安夜(ye)”和朗誦《圣經》片(pian)段。位于英格蘭切爾姆斯福德(de)的(de)馬(ma)可尼(ni)研究中心在(zai)1922年開播(bo)世界上第一個定期播(bo)出的無線電廣播(bo)娛樂節目。
古列爾莫·馬可尼(Guglielmo Marconi)(又譯伽利(li)(li)爾摩(mo)·馬可(ke)尼)擁(yong)有(you)通常被認為是世界上第一個無線(xian)電技術的專利(li)(li),英(ying)國(guo)專利(li)(li)12039號(hao),“電脈(mo)沖及(ji)信號(hao)傳輸技術的(de)改進(jin)以及(ji)所需(xu)設備(bei)”,實(shi)際上馬可尼只是改進(jin)了無線(xian)電。
1909年,馬可(ke)尼和卡爾·費迪南德·布勞恩(Karl Ferdinand Braun)由于(yu)“發明(ming)無線電報的貢(gong)獻”獲得諾(nuo)貝(bei)爾(er)物理學(xue)獎(jiang)。
1943年,在尼(ni)古(gu)拉·特斯(si)(si)拉去世(shi)后不(bu)久(jiu),美(mei)國(guo)最高(gao)法院(yuan)重新認(ren)(ren)定尼(ni)古(gu)拉·特斯(si)(si)拉的(de)(de)專(zhuan)利(li)有(you)效,宣布馬(ma)可尼(ni)的(de)(de)無線(xian)電專(zhuan)利(li)無效。美(mei)國(guo)最高(gao)法院(yuan)承認(ren)(ren)了尼(ni)古(gu)拉·特斯(si)(si)拉的(de)(de)發明在馬(ma)可尼(ni)的(de)(de)專(zhuan)利(li)之前就已完成(cheng),認(ren)(ren)可他對(dui)無線(xian)電關鍵(jian)技術的(de)(de)專(zhuan)利(li)優(you)先權。有(you)些人認(ren)(ren)為作出這一(yi)決(jue)定是(shi)出于經濟原因,這樣二戰中的(de)(de)美(mei)國(guo)政府就可以避免付給馬(ma)可尼(ni)公司專(zhuan)利(li)使用費。
1898年,馬可尼在英格(ge)蘭切爾姆斯福德(de)的霍爾街開辦了世界上首(shou)家(jia)無線電工廠,雇傭了大約50人。
無線電(dian)經歷(li)了從電(dian)子管到晶體管,再到集成電(dian)路,從短波(bo)到超(chao)短波(bo),再到微(wei)波(bo),從模(mo)擬(ni)方式到數(shu)字方式,從固(gu)定使(shi)用(yong)到移動使(shi)用(yong)等(deng)各個發展階(jie)段,無線電(dian)技術已成為現(xian)代信息社會的重要支柱。
還有俄國發明家波波夫,俄羅斯人認為他在1895年也發明了(le)無線電。
無線電的誕生九十幾年前,“嘀、嘀、嘀”三聲微弱而短促的訊號,通過電波傳過2500公里的大西洋對岸,從此(ci)向世(shi)界宣布了無線(xian)電的誕生(sheng)。那是1901年12月12日(ri),扎營守候。
在位于加拿大東南角的紐芬蘭(Newfoundland)訊號(hao)山(SignalHill)的(de)馬可尼,用氣球(qiu)和(he)風(feng)箏(zheng)架設接(jie)收(shou)天線,終于接(jie)收(shou)到從英國(guo)西南角(jiao)的(de)寶竇(Poldhu),用(yong)大功率(lv)發(fa)射電臺發(fa)送“S”字符的(de)國(guo)際莫爾斯電碼(ma)。這是有史以來第一次人類跨(kua)過大西洋的(de)無(wu)線(xian)(xian)電通訊,這個(ge)實驗向世(shi)人說明了(le)無(wu)線(xian)(xian)電再也不是僅限于實驗室的(de)新奇東西,而是一種實用的(de)通訊媒介。這一消(xiao)息轟動(dong)了(le)全球(qiu),激發了(le)廣大無(wu)線(xian)(xian)電愛好(hao)者濃厚興趣,推動(dong)了(le)業余(yu)無(wu)線(xian)(xian)電運動(dong)蓬勃(bo)發展。
雖然馬可尼的試驗結果令人相當振奮,可是當時一般人認為無線電行徑類似光波,發射之后,絕對是呈直線前進,從英國到加拿大,再怎么說一定是無法完成直線的無線電通訊(因為地球表面是弧形的),當時的科學理論更證明,從英國發射后的無線電波一定直驅太空,怎么可能達加拿大?可是從馬可尼用簡陋的無線電設備征服長距離通訊的試驗記錄看來,白天,訊號可以遠達700英哩,晚間更(geng)遠達2,000英哩以上,這些試驗(yan)數據,使得以往的理論所推(tui)展出來(lai)的必然結果(guo),開始發生動搖了。
與此同時KENNELLY君(jun)及(ji)HEAVISIDE君不(bu)約而同地分別提出了同樣的(de)看法:就(jiu)是在地球大氣(qi)層(ceng)中有電(dian)子(zi)層(ceng)的(de)存在,它可以像鏡(jing)子(zi)般,把無線電(dian)折(zhe)射回地球,而不(bu)致于直奔太空,由(you)于這(zhe)種折(zhe)射回返的(de)訊(xun)號,使(shi)得遠方的(de)電(dian)臺才得以互相(xiang)通訊(xun),這(zhe)種對無線電(dian)波有如鏡(jing)子(zi)般作用的(de)電(dian)子(zi)層(ceng)稱做KENNELLYHEAVISIDE層,但現今(jin)一般稱之為電離層(lonosphre),而短(duan)波之所以如此發達就是受了電(dian)離層之賜。
從一九二五年開始,許多科學家便開始進行電離層的探堪工作,經由向電離層發射無線電脈沖訊號,然后從電離層折反的回聲(Echo)中,可(ke)以(yi)(yi)了(le)解到電(dian)離(li)(li)層(ceng)的(de)(de)(de)自(zi)然(ran)現象,所得到的(de)(de)(de)結果就(jiu)(jiu)是(shi):地(di)球上(shang)空的(de)(de)(de)電(dian)離(li)(li)層(ceng)就(jiu)(jiu)像是(shi)一(yi)把大傘涵(han)蓋了(le)地(di)球,而(er)且隨著白天或(huo)夜晚或(huo)季節(jie)的(de)(de)(de)變(bian)化而(er)變(bian)動,同時發(fa)現某些頻(pin)(pin)率可(ke)以(yi)(yi)穿過電(dian)離(li)(li)層(ceng),而(er)有(you)些頻(pin)(pin)率則以(yi)(yi)不同角(jiao)度(du)(du)折返地(di)表,雖然(ran)對電(dian)離(li)(li)層(ceng)已經掀開了(le)面紗而(er)有(you)了(le)某種程度(du)(du)的(de)(de)(de)了(le)解,使(shi)得短波(bo)的(de)(de)(de)國際通訊有(you)了(le)很大的(de)(de)(de)發(fa)展,但是(shi)這六十多年來,科學家均不放(fang)過任(ren)何(he)繼續(xu)研究電(dian)離(li)(li)層(ceng)的(de)(de)(de)機會,甚至火箭發(fa)射、人造衛星試驗(yan)及最(zui)近的(de)(de)(de)太(tai)空梭飛(fei)行,均設計(ji)有(you)某些實驗(yan),以(yi)(yi)期能(neng)更進一(yi)步了(le)解電(dian)離(li)(li)層(ceng),借超高速電(dian)腦的(de)(de)(de)幫(bang)助(zhu),透過假設的(de)(de)(de)模型最(zui)后希(xi)望能(neng)夠像氣象般,可(ke)以(yi)(yi)預測未(wei)來幾天的(de)(de)(de)電(dian)離(li)(li)層(ceng)狀況。
無線電的發展史,在很大程度上就是人們對各波段進行研究、運用的歷史。首先被運用的是長波段,因為長波在地表激起的感生電流小、電波能量損失小,而且能夠繞過障礙物。但長波的天線設備龐大、昂貴,通訊容量小,這促使人們尋求新的通訊波段。二十世紀20年代,業余無線電愛好者發現(xian)短波能傳播到(dao)很遠的距離。1931年出現了(le)電離層(ceng)(ceng)理論,電離層(ceng)(ceng)正(zheng)象赫茲所說的鏡子(zi)。它最適于反射短(duan)波。短(duan)波電臺既經濟(ji)又輕便,它在電訊和廣播中得到(dao)了(le)普遍應用。但是電離層(ceng)(ceng)受氣(qi)象、太陽活動(dong)(dong)及(ji)人類活動(dong)(dong)的影響,使通信質(zhi)量(liang)和可(ke)靠(kao)性下降,此(ci)外短(duan)波段(duan)容量(liang)也滿(man)足不(bu)了(le)日益增長的需要。短(duan)波段(duan)為3MHz~30MHz,按每個短波臺占4KHz頻(pin)帶計算,僅能容納幾(ji)千個(ge)電(dian)臺(tai),每個(ge)國(guo)家只能分得很有(you)限的電(dian)臺(tai)數,電(dian)視(shi)臺(tai)(8MHz)就更擠不下了。從二(er)十(shi)世紀40年代開(kai)始,世界(jie)上(shang)發展了微波(bo)技術。微波(bo)已接近光頻,它(ta)沿直線(xian)傳播(bo),而且能穿(chuan)過電離層不被反射,所以微波(bo)需經中繼站或通訊衛星(xing)將它(ta)反射后傳播(bo)到(dao)預定的遠方。
傳進中國
光緒二十三年四月一日(1897年(nian)5月(yue)2日)《時務報》第25冊(ce)刊(kan)出(chu)譯(yi)文(wen)《無(wu)線(xian)(xian)電(dian)(dian)報》,這是(shi)無(wu)線(xian)(xian)電(dian)(dian)報一(yi)詞在(zai)(zai)中(zhong)國(guo)的(de)最早出(chu)現(xian)。自(zi)此,拉開了無(wu)線(xian)(xian)電(dian)(dian)報經(jing)由期(qi)刊(kan)傳(chuan)(chuan)(chuan)播(bo)的(de)序幕。早期(qi)的(de)無(wu)線(xian)(xian)電(dian)(dian)報技術(shu)傳(chuan)(chuan)(chuan)播(bo)主要(yao)以綜合類期(qi)刊(kan)為主,多為介紹新鮮事物(wu)的(de)文(wen)章,隨后才出(chu)現(xian)了介紹原理(li)的(de)科(ke)技類論文(wen),其中(zhong)不乏(fa)最新的(de)技術(shu)及發明的(de)篇目。隨著無(wu)線(xian)(xian)電(dian)(dian)報技術(shu)的(de)發展,在(zai)(zai)期(qi)刊(kan)中(zhong)傳(chuan)(chuan)(chuan)播(bo)的(de)內容(rong)也(ye)有所變化,出(chu)現(xian)了諸多法令性(xing)的(de)文(wen)章。從晚清(qing)后期(qi)期(qi)刊(kan)中(zhong)傳(chuan)(chuan)(chuan)播(bo)的(de)文(wen)章來看,已自(zi)成體系,為其今后專業(ye)期(qi)刊(kan)的(de)出(chu)現(xian)以及學科(ke)建制(zhi)的(de)形成奠定了理(li)論基(ji)礎。
無線電原理
無(wu)線電(dian)技(ji)術是(shi)通(tong)過無(wu)線電(dian)波傳播信(xin)號的技(ji)術。無(wu)線電(dian)技(ji)術的原理在于,導體中電(dian)流(liu)強弱的改(gai)變會(hui)產生無(wu)線電(dian)波。利用這一(yi)現(xian)象,通(tong)過調制(zhi)可將(jiang)(jiang)信(xin)息(xi)加載于無(wu)線電(dian)波之上(shang)。當電(dian)波通(tong)過空間傳播到(dao)達收信(xin)端,電(dian)波引(yin)起的電(dian)磁場(chang)變化又會(hui)在導體中產生電(dian)流(liu)。通(tong)過解調將(jiang)(jiang)信(xin)息(xi)從電(dian)流(liu)變化中提取(qu)出來,就達到(dao)了信(xin)息(xi)傳遞的目的。
無線電用途
無(wu)線(xian)電(dian)的最早應(ying)用(yong)于航海中(zhong),使用(yong)摩爾斯電(dian)報在(zai)船與陸地間傳(chuan)遞(di)信(xin)息。無(wu)線(xian)電(dian)有著多種應(ying)用(yong)形式,包括無(wu)線(xian)數據網,各種移(yi)動通信(xin)以(yi)及無(wu)線(xian)電(dian)廣播(bo)等。
以下是一些無線電技術的主要應用:
通信
無線通信在現代通信中占據著極其重要的位置,幾乎任何領域都使用無線通信,包括有商業、氣象、金融、軍事、工業、民用等。我們可從通信系統、調制方式、多址方式等幾方面可看到無線通信系統種類的繁多。類別種類通信系統衛星通信系統、蜂窩移動通信系統、無線尋呼系統、短波通信系統、微波通信系統等調制方式AM、FM、LSB、USB、ISB、FSK、PSK、MSK、GMSK、QAM等多址方式時(shi)分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)和碼分多址(CDMA)等。
1、聲音
*聲(sheng)音(yin)廣播的最早(zao)形(xing)式是航(hang)海無線電報。它采用開關控(kong)制連續波(bo)的發射與否,由此在(zai)接收機(ji)產生(sheng)斷(duan)續的聲(sheng)音(yin)信號,即摩爾(er)斯電碼。
*調幅廣(guang)播可以傳播音(yin)樂和(he)聲音(yin)。調幅廣(guang)播采用幅度調制技術,即話(hua)筒處接受的(de)音(yin)量越(yue)大則電臺發射的(de)能量也越(yue)大。這樣(yang)的(de)信號容易受到諸如閃電或其他干擾源的(de)干擾。
*調(diao)頻(pin)(pin)廣(guang)播(bo)(bo)可以比(bi)調(diao)幅廣(guang)播(bo)(bo)更(geng)高的保真度(du)傳播(bo)(bo)音(yin)樂(le)和聲(sheng)音(yin)。對頻(pin)(pin)率(lv)調(diao)制而言(yan),話筒處接受的音(yin)量越大對應發(fa)射信號(hao)的頻(pin)(pin)率(lv)越高。調(diao)頻(pin)(pin)廣(guang)播(bo)(bo)工(gong)作(zuo)于甚高頻(pin)(pin)段(Very High Frequency,VHF)。頻段越(yue)高,其所擁有的(de)(de)頻率帶寬也(ye)(ye)越(yue)大(da),因(yin)而可以容(rong)納更多的(de)(de)電臺。同時,波長(chang)越(yue)短的(de)(de)無線電波的(de)(de)傳播(bo)也(ye)(ye)越(yue)接近于光(guang)波直(zhi)線傳播(bo)的(de)(de)特(te)性。
*調(diao)頻(pin)廣(guang)播的邊帶可以用(yong)來傳播數字信(xin)號如,電臺標(biao)識、節目名稱簡介、網址、股市信(xin)息(xi)等。在有些國(guo)家,當被移動至一個新的地區后(hou),調(diao)頻(pin)收音機可以自動根(gen)據邊帶信(xin)息(xi)自動尋找原來的頻(pin)道。
*航海和航空中使用(yong)的話音(yin)電(dian)臺應(ying)用(yong)VHF調(diao)幅技術(shu)。這使得飛機和船舶上可以(yi)使用輕型天線。
*政(zheng)府(fu)、消防(fang)、警察和(he)商(shang)業使(shi)(shi)用的電臺(tai)通(tong)常在專用頻(pin)段上應用窄(zhai)帶調頻(pin)技術。這(zhe)些應用通(tong)常使(shi)(shi)用5KHz的帶寬。相對于調頻廣播或電視伴(ban)音的16KHz帶寬,保真度(du)上不(bu)(bu)得不(bu)(bu)作出犧(xi)牲。
*民用(yong)或軍用(yong)高(gao)頻話(hua)音服務(wu)使(shi)用(yong)短波用(yong)于(yu)船舶(bo),飛機或孤立地點間的通訊。大多數情況下,都使(shi)用(yong)單邊(bian)帶技術,這樣相對于(yu)調幅(fu)技術可以節(jie)省一半(ban)的頻帶,并更(geng)有效地利(li)用(yong)發射功(gong)率。
*陸(lu)地中繼無線(xian)電(Terrestial Trunked Radio,TETRA)是(shi)一種為軍隊(dui)、警察、急救等特殊部門設計的(de)數字集群電話系統。
2、電話
*蜂窩(wo)(wo)電話(hua)或移動電話(hua)是(shi)當前(qian)最普遍應(ying)用的無線通(tong)信方式。蜂窩(wo)(wo)電話(hua)覆蓋區通(tong)常分為(wei)多(duo)個小區。每(mei)個小區由一(yi)個基站發射機(ji)覆蓋。理論上,小區的形(xing)(xing)狀(zhuang)為(wei)蜂窩(wo)(wo)狀(zhuang)六(liu)邊形(xing)(xing),這也是(shi)蜂窩(wo)(wo)電話(hua)名稱的來源。當前(qian)廣泛使用的移動電話(hua)系統標準包括:GSM,CDMA和TDMA以及(ji)LTE。運(yun)營商提(ti)供的3G移動通信服務,其主導標準為UMTS和CDMA2000,運(yun)營商提供(gong)的(de)4G移動通信服務TD-LTE和(he)FDD-LTE。
*衛星電話存(cun)在兩種形(xing)式:INMARSAT和(he)銥星(xing)系統。兩種系統都提供全球覆(fu)蓋服務。INMARSAT使(shi)用(yong)地球同步衛星(xing),需要定(ding)向的高增(zeng)益天線。銥(yi)星(xing)則(ze)是低(di)軌道衛星(xing)系統,直接(jie)使(shi)用(yong)手(shou)機天線
3、電視
*通常的模擬電視信號采用將圖像調幅,伴音(yin)調頻并(bing)合成(cheng)在同(tong)一信號中傳播。
*數(shu)字(zi)電(dian)視采(cai)用MPEG-2圖像壓(ya)縮技術,由此(ci)大約(yue)僅需模(mo)擬電(dian)視信號一半的帶寬(kuan)。
4、緊急服務
*無線電緊急定位信(xin)標(emergency position indicating radio beacons,EPIRBs),緊(jin)急(ji)定(ding)(ding)位發(fa)射(she)機或個人定(ding)(ding)位信標是用來在緊(jin)急(ji)情(qing)況下對人員(yuan)或測量通過衛星進(jin)行定(ding)(ding)位的(de)小(xiao)型無(wu)線電發(fa)射(she)機。它的(de)作用是提(ti)(ti)供給救(jiu)援人員(yuan)目標的(de)精(jing)確位置,以便提(ti)(ti)供及時的(de)救(jiu)援。
5、數據傳輸
*數(shu)字微波傳輸設備(bei)、衛星等(deng)通常(chang)采(cai)用正交幅度(du)調制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)。QAM調制(zhi)方(fang)式(shi)同時利用信號的幅度和相(xiang)位加載信息。這樣(yang),可以在同樣(yang)的帶寬上傳遞更大(da)的數據量(liang)。
*IEEE 802、11是當前無線(xian)局域網(wang)(Wireless Local Area Network,WLAN)的標(biao)準(zhun)。它采用2GHz或5GHz頻(pin)段,數據傳輸速率為11 Mbps或54 Mbps。
*藍牙(Bluetooth)是一種短距離無線通訊(xun)的技術。
6、辨識
*利用主動及被動無線電裝置(zhi)可以辨識(shi)以及表明物體身份。(參見射頻(pin)識(shi)別)
7、其它
*業(ye)余無線(xian)(xian)電(dian)(dian)是(shi)無線(xian)(xian)電(dian)(dian)愛(ai)好者參與的(de)(de)無線(xian)(xian)電(dian)(dian)臺(tai)通訊(xun)。業(ye)余無線(xian)(xian)電(dian)(dian)臺(tai)可(ke)以使用整個頻(pin)譜上很多開(kai)放的(de)(de)頻(pin)帶(dai)(dai)。愛(ai)好者使用不同形式(shi)的(de)(de)編碼方式(shi)和(he)技(ji)術(shu)。有些后來商用的(de)(de)技(ji)術(shu),比如(ru)調(diao)頻(pin),上邊帶(dai)(dai)調(diao)幅,數字分組無線(xian)(xian)電(dian)(dian)和(he)衛星信號轉(zhuan)發器(qi),都是(shi)由業(ye)余愛(ai)好者首先(xian)應(ying)用的(de)(de)。
導航
所(suo)有的衛星(xing)(xing)導航(hang)系統都使用裝備了(le)精確時(shi)鐘(zhong)的衛星(xing)(xing)。導航(hang)衛星(xing)(xing)播(bo)發其位置和(he)定(ding)時(shi)信息。接(jie)收機同時(shi)接(jie)受多顆導航(hang)衛星(xing)(xing)的信號。接(jie)收機通過(guo)測量電波的傳播(bo)時(shi)間得出它到各個衛星(xing)(xing)的距離(li),然后(hou)計算得出其精確位置。
Loran系(xi)統(tong)也使用無線電波(bo)的(de)傳播(bo)時間進行定(ding)位,不過其發(fa)射臺(tai)都位于(yu)陸地上。
VOR系統通(tong)常用(yong)于飛行定位。它(ta)使用(yong)兩臺發(fa)(fa)(fa)射機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji),一臺指向(xiang)性發(fa)(fa)(fa)射機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)始(shi)終(zhong)發(fa)(fa)(fa)射并(bing)象燈(deng)塔的射燈(deng)一樣(yang)按(an)照(zhao)固定的速率旋轉。當指向(xiang)型(xing)發(fa)(fa)(fa)射機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)朝向(xiang)北方時(shi),另(ling)一全向(xiang)發(fa)(fa)(fa)射機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)會發(fa)(fa)(fa)射脈(mo)沖。飛機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)可以接收兩個VOR臺的(de)信號,從而(er)通(tong)過推算(suan)兩個(ge)波束(shu)的(de)交點確定(ding)其位置。
無線電(dian)定向是無線電(dian)導航的最早形(xing)式。無線電(dian)定向使(shi)用可移動的環形(xing)天(tian)線來尋(xun)找電(dian)臺的方(fang)向。
雷達
雷達通過測量(liang)反射無線電波的延遲來(lai)推算(suan)目(mu)標的距離。并通過反射波的極化和(he)頻率感應目(mu)標的表(biao)面類(lei)型。
導航雷達使用超(chao)短波掃描(miao)目標區域(yu)。一般掃描(miao)頻率為每(mei)分鐘(zhong)兩到四次(ci),通過反射波確(que)定地(di)形。這種技術通常應用在商船和(he)長距離(li)商用飛機上。
多用途雷達通常使(shi)用導航雷達的(de)(de)頻段。不(bu)過,其所(suo)發射(she)的(de)(de)脈(mo)沖經(jing)過調制和(he)極化以便確定(ding)反射(she)體(ti)的(de)(de)表面類型。優良的(de)(de)多用途雷達可以辨別(bie)暴雨、陸地、車輛等(deng)(deng)等(deng)(deng)。
搜索雷達運用短波脈沖掃描目標區域,通常每分鐘2-4次。有(you)些搜索(suo)雷達應用多普勒效(xiao)應可以將(jiang)移動物體(ti)同背景(jing)中區分(fen)開來
尋的雷達采用于搜索雷達類似(si)的原理(li),不過(guo)對較小的區域(yu)進行(xing)快速(su)反復掃(sao)描(miao),通常可(ke)達每秒鐘幾(ji)次。
氣象(xiang)雷達與搜(sou)索雷達類似(si),但使用圓極化波以及(ji)水滴易于反射(she)的波長。風(feng)廓線雷達利(li)用多普(pu)(pu)勒(le)效(xiao)(xiao)應(ying)測量風(feng)速,多普(pu)(pu)勒(le)雷達利(li)用多普(pu)(pu)勒(le)效(xiao)(xiao)應(ying)檢測災害性天(tian)氣。
加熱
微(wei)波(bo)爐利(li)用高功率(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)波(bo)對食物(wu)加熱(re)。(注:一種(zhong)通常的(de)(de)(de)(de)(de)誤解認為微(wei)波(bo)爐使(shi)用的(de)(de)(de)(de)(de)頻(pin)率(lv)為水分子的(de)(de)(de)(de)(de)共振頻(pin)率(lv),而實(shi)際上使(shi)用的(de)(de)(de)(de)(de)頻(pin)率(lv)大概(gai)是水分子共振頻(pin)率(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)十分之(zhi)一。)
電力傳輸
日本科(ke)學(xue)家提出了在太(tai)空中建立大型的(de)太(tai)陽能(neng)電站(zhan),將電能(neng)轉化為微波送回(hui)地(di)球。
2007年06月(yue)08日(ri)新浪科(ke)技新浪科(ke)技訊北京時間6月8日消息,據英國(guo)《泰晤士報》報道,美(mei)國(guo)麻省理(li)工學院(yuan)的科學家們完成了一(yi)項實驗,他(ta)們使(shi)用兩個相距2米的銅線圈,成功地通過(guo)無線電力傳輸點(dian)亮(liang)了一個功率為60瓦(wa)的(de)電(dian)燈泡(pao)。
動力
無線電波可(ke)以產生微弱的靜電力(li)和磁力(li)。在微重力(li)條件下,這(zhe)可(ke)以被用來(lai)固定物體的位(wei)置。
宇航動力:有方案提出(chu)可以使用高強度微波輻(fu)射產(chan)生的壓力作為星際(ji)探測器的動力。
天文學
是通過(guo)射電天(tian)文望遠鏡接(jie)收到(dao)的宇(yu)宙天(tian)體(ti)發射的無(wu)線電波(bo)信號可以研究天(tian)體(ti)的物理、化學性質。這門學科叫射電天(tian)文學。
無線電基礎知識
電磁波
(1)產生(sheng):當導體中(zhong)通過迅(xun)速變化的電流時,導體就(jiu)會(hui)向它周圍的空(kong)間發射電磁波。
(2)傳播(bo):電(dian)磁波(bo)的(de)傳播(bo)不(bu)需要介(jie)質(zhi),可(ke)以在真空中傳播(bo),也(ye)可(ke)在介(jie)質(zhi)中傳播(bo)。無線電(dian)通信中使(shi)用(yong)的(de)電(dian)磁波(bo)叫無線電(dian)波(bo),是(shi)頻率在一定范圍內的(de)電(dian)磁波(bo)。(3)頻(pin)率、波長、波速(su)(su)間的關系:電磁波在真空中(zhong)(zhong)傳(chuan)播的速(su)(su)度與光速(su)(su)相同(tong),在空氣中(zhong)(zhong)傳(chuan)播的速(su)(su)度和在真空中(zhong)(zhong)近似。頻(pin)率、波長、波速(su)(su)三者間的關系為波速(su)(su)=波長(chang)x頻率(lv)(或波速=波長/周期(qi)),用字母表(biao)示為v=λf(或v=λ/t)。
波段應用
無線電廣播和電視
(1)無(wu)線電波是一種(zhong)信息運載工具,利用它來傳(chuan)遞聲音信號和(he)圖像信號。
(2)發(fa)射過程(cheng)(電(dian)臺和電(dian)視臺完(wan)成)。
(3)接收過程(收音機和電視機完成)。
無線電頻率范圍
無線電頻率
無線電波含有迅速振動的磁場。振動的速度就是波的頻率,以赫茲(Hz)為單位。1赫(he)茲(zi)等于每秒振(zhen)動一(yi)(yi)下。一(yi)(yi)千赫(he)(kHz)等于1000赫茲。不(bu)同頻率(lv)的波(bo)段用(yong)來發(fa)射各種不(bu)同的信息。
無線電頻帶
無線電按波長和頻率分
長波:波長>1000,頻率300KHz-30KHz
中波:波長100M-1000M,頻率300KHz-3000KHz
短波:波(bo)長100M-10M,頻率3MHz~30MHz
超短波:波長1M-10M,頻率30MHz-300MHz,亦稱甚高頻(VHF)波(bo)、米波(bo)
微波:波(bo)長(chang)1M-1MM,頻率300MHz-300KMHz,
無線電(dian)按用途分:民(min)用、商用、軍用。
民(min)用(yong):一(yi)般指我們聽得無線廣播,一(yi)般沒有這(zhe)樣高的(de)波(bo)段(duan)
商(shang)用:機場(chang)、通(tong)訊(xun)運營(ying)商(shang)使用的無線電(dian)
軍用:軍事用途。
無線電未來展望
軟件無線電(SoftwareRadio)是無線(xian)電通信方面的(de)(de)一種新的(de)(de)變革。它的(de)(de)核心技術是用寬頻帶無線(xian)接收(shou)機(ji)來代(dai)替原來的(de)(de)窄帶接收(shou)機(ji),將寬帶的(de)(de)模擬/數(shu)字(zi)(zi)和數(shu)字(zi)(zi)/模擬變換器盡(jin)可能地靠(kao)近天線,而將電臺的功能盡(jin)可能多地采用軟件來(lai)實現。
——最初提出“軟件無線電”概念的是JeoMitola,1992年5月在(zai)美國通信系統(tong)會議上(shang)首次提出了(le)這種(zhong)概念。很快就在(zai)世界各國引起(qi)了(le)注意(yi),特別(bie)是軍(jun)(jun)方(fang)的注意(yi)。這是因(yin)為現代(dai)軍(jun)(jun)事(shi)通信對無線電通信系統(tong)的可(ke)靠性(xing)、兼(jian)容性(xing)、互(hu)通性(xing)、靈(ling)活(huo)性(xing)以(yi)及抗干擾、抗毀性(xing)、保(bao)密、安全等都有更高的要求。
美國軍方與Hazeltine公司研制了一種名為“Speakeasy”(易通(tong)話)軟件(jian)無線電(dian)臺,實(shi)現了美(mei)軍(jun)通(tong)用(yong)的多頻段、多功(gong)能的無線電(dian)平臺,能兼容軍(jun)隊現有的各種電(dian)臺,能同時處理(li)4種以上(shang)不同的(de)調制(zhi)波形。這種電(dian)臺可以稱(cheng)得上(shang)是(shi)一種帶有天線(xian)的(de)、能進行(xing)話音和數(shu)據(ju)傳輸的(de)“掌(zhang)上(shang)電(dian)腦(nao)”。通信的(de)業務包括話音、數(shu)據(ju)和視頻(pin)圖像等,因此被認為是(shi)未來發展的(de)趨勢。
——軟(ruan)件無(wu)線電(dian)的出現,是(shi)無(wu)線電(dian)通(tong)信從(cong)模擬到數字(zi)(zi)、從(cong)固定到移動后(hou)(hou),由硬件到軟(ruan)件的第三(san)次變革。被認為是(shi)繼(ji)模擬通(tong)信技術(shu)、數字(zi)(zi)通(tong)信技術(shu)之后(hou)(hou)的第三(san)代無(wu)線通(tong)信技術(shu)。
——從已經研制出來的(de)軟件無(wu)(wu)線(xian)電臺來看,其結構和(he)功能具有良好的(de)可擴(kuo)展性,是未來無(wu)(wu)線(xian)電通信的(de)發(fa)展方向。