《导航概论》PPT课件

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1、1.3无线电技术基础1.3无线电技术基础1.3.1无线电波及传播1.3.2天线及馈线1.3.3无线电信号的调制与发射1.3.4无线电信号的接收无线电广播通信系统导航概论>无线电技术基础1.3.1无线电波及传播一、无线电波的产生二、无线电波的极化方式三、无线电波的传播特性四、无线电波的传播方式导航概论>无线电技术基础R、L、C可构成谐振回路，其谐振角频率为，理想的L、C并不消耗能量，只进行能量的交换。一个完全开放的平板电容，当它被频率为ω的电压激励时，就向空间辐射电磁波。x是电场方向；z是传播方向；Em和α分别表示空间信号的最大振幅和初始相位；ω为角频率（单位为rad/s），ωt反映了波的相

2、位随时间的变化；β反映波的相位随空间的变化（单位为rad/m），称空间角频率或空间相位常数。导航概论>无线电技术基础>无线电波的产生对应空间某处z，电场随时间周期性变化，角频率为ω，振幅为Em；对应某时刻z，电场在空间呈周期性分布，空间角频率为β，振幅为Em。电波传播时，空间磁场Hy(z,t)始终与空间电场Ex(z,t)垂直，并且它们都与传播方向垂直。导航概论>无线电技术基础>无线电波的产生等相面：在同一时刻空间电磁波相位相同的点连成的面；等幅面：同一时刻振幅相同的点连成的面。均匀电磁波：若等相面与等幅面重合，则称其为均匀电磁波，这时在等相面上，电波具有相同的振幅。按等相面的形状，电磁波可

3、分为平面波、球面波和柱面波等。由点辐射源产生的电磁波即为球面波，而到了无穷远处，由于球面波的曲率很小，可将其近似为平面波。导航概论>无线电技术基础>无线电波的产生无线电波频段划分序号频段名称频率范围/kHz波段名称1极低频3×10-3～3×10-2极长波2超低频3×10-2～3×10-1超长波3特低频3×10-1～3×100特长波4甚低频(VLF)3×100～3×101甚长波5低频(LF)3×101～3×102长波6中频(MF)3×102～3×103中波7高频(HF)3×103～3×104短波8甚高频(VHF)3×104～3×105超短波9超高频(UHF)3×105～3×106分米波微波波

4、段10特高频(SHF)3×106～3×107厘米波11极高频(EHF)3×107～3×108毫米波12超级高频3×108～3×109亚毫米波导航概论>无线电技术基础>无线电波的产生二、无线电波的极化方式无线电波的极化（polarization），是指在空间辐射场某一固定位置上电场矢量端点随时间运动的轨迹。对于平面波来说，极化可简化定义为其电场矢量的方向；如果矢量方向恒定，就认为是线极化波，并且在习惯上认为其极化轴是沿水平方向的。导航概论>无线电技术基础>无线电波的极化方式有时电磁波在传播过程中极化轴会出现旋转，每个传播波长旋转360°。当所有极化角的场强相等时就是圆极化，如场强发生变化就是

5、椭圆极化。波的旋转方向既可以是顺时针也可以是逆时针。二、无线电波的极化方式导航概论>无线电技术基础>无线电波的极化方式三、无线电波的传播特性自由空间：电导率为零、相对介电常数ε和相对磁导率u都恒为1的各向同性、均匀无耗介质空间，其介质特性与真空等效。电磁波在自由空间传播时，只有直线传播的扩散损耗，传播速度等于真空中的光速。若传输媒质的特性随时间而产生随机变化，则称该媒质是随（机）参（量）的。电波在随参媒质中传播，会出现信号随时间的随机起伏，产生衰落现象：慢衰落、快衰落、选择性衰落若传播媒质对传播的影响与电波频率有关，称媒质是色散的。若传播空间存在不同特性的传输媒质，或媒质具有不均匀性，称为

6、非均匀媒质空间。由于地球表面的起伏不平及大气对电波的多级折（反）射，电波会经由不同途径（信道）到达接收端，其传播距离、信号相移、衰减特性都不同，这时接收端信号的总和将是不稳定的起伏信号，称为多径干扰。导航概论>无线电技术基础>无线电波的传播特性四、无线电波的传播方式1.地面波传播1.3.天波传播3.视距传播4.散射传播导航概论>无线电技术基础>无线电波的传播方式1.地面波传播电波沿地球表面的传播称为地面波传播（groundwavepropagation）或表面波传播（surface-wavepropagation）。当天线采用直立形式低架于地面上，架设高度远小于波长时，电波的最大辐射方向为

7、沿着地球表面的方向，这时主要是地面波传播，并且通常为垂直极化波的方式。导航概论>无线电技术基础>无线电波的传播方式1.地面波传播地面波的传播主要受半导电性地球表面的影响，如地面的磁电特性、地貌地物的不平坦性等；与昼夜、季节、气象变化等条件和太阳的放射性关系不大。地面是否平坦跟电波的波长有关。地面波的特点是信号质量好，传播比较稳定可靠，并且没有多径效应；但随着电波频率的增高（一般大于2MHz时），地面对电波的吸收就趋于严重