船舶无线电通信.ppt

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1、无线电通信基础武华1无线电通信是指利用无线电波在空间的传播来传递信息的通信。电磁波与现代科技和人类的生活密切相关。在信息技术高速发展的今天，电磁波对我们来说越来越重要。电磁波到底是什么？为什么它具有那么大的威力？它又是怎样产生的呢？我们又是怎样利用它来传递各种信号呢？……我们对电磁波做一下简单的介绍。无线电通信概述21.1、电磁振荡的产生GCSL实验如图：先把开关板到电池组一边，给电容器充电。稍后再把开关板到线圈一边，让电容器通过线圈放电。1.振荡电流：这种电路产生的大小和方向做周期性变化的电流，叫振荡电流。2.能够产生振荡电流的电路叫振荡电路。如图所示是一种简单

2、的振荡电路，称为LC振荡电路。3.LC回路产生的振荡电流按正弦规律变化。it0T/4T/23T/4T31.2LC回路的周期和频率电磁场理论：19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦建立了完整的电磁场理论。这个理论不仅说明了当时已知的电磁现象，而且预言存在着一种新的能量传输形式，这就是电磁波。电磁场理论的诞生，不仅具有深刻的理论意义，而且具有广泛的应用前景，对人类社会发展产生了巨大而深远的影响。4麦克斯韦电磁场理论：（1）变化的磁场产生电场实验验证：按图连接线路。问1：小灯泡能否发光？问2：线圈中的电荷为什么能定向移动？问3：如果线圈断开，线圈中有电流、电场吗？问4：

3、如果把线圈拿走，它原来所处的空间有电场吗？结论：变化的磁场产生电场。5（2）变化的电场产生磁场麦克斯韦根据电现象与磁现象的相似性和变化的磁场能产生电场的事实，提出大胆的假设：变化的电场也能产生磁场，并且通过严密的理论推导得以证明这一结论的正确性。电磁场：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分离的统一的场，这就是电磁场。（电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种具体表现）6小结：1.麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场能够在周围空间产生电场；变化的电场能够在周围空间产生磁场。2.变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，变化的电场

4、和磁场总是相互联系的，形成一个不可分离的统一的场------电磁场。71.3、电磁波的产生BBEEEE（1）电磁波的产生：如果在空间某处发生了变化的电场，就会在空间引起变化的磁场，这个变化的电场和磁场又会在较远的空间引起新的变化的电场和磁场。这样，变化的电场和磁场并不局限于空间某个区域，而是由近及远向周围空间传播开去。电磁场这样由近及远地传播，形成电磁波。问：为什么普通的LC振荡电路不能有效地发射电磁波？GCSL8++++−−−−普通的LC振荡电路中电场主要集中在电容器极板之间，磁场主要集中在线圈内部，振荡过程中电场能和磁场能主要是在电路内部互相转化，辐射出去的能

5、量很少，不能有效发射电磁波。问：要有效向外发射电磁波，振荡电路必须具有哪些特点？9++++−−−−（2）振荡电路必须具有如下特点：第一、要有足夠高的频率。频率越高，发射电磁波的本领越大。（单位时间内辐射出去的能量与频率的四次方成正比）第二、振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间。即成为开放电路。（3）由闭合电路变成开放电路−−−+++10（4）电磁波在空间以一定的速度传播，其波长λ、频率f、和波速v的关系遵从波动的一般关系v=λT=λ∙f麦克斯韦从理论上预见：电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度。即电磁波在真空中的传播速度C=3.0×108m/s

6、这个预见后来得到了证实（5）电磁场具有电磁能，电磁波在空间传播，电磁能就随之一起传播。问题：机械波传播需要介质吗？电磁波传播需要介质吗？机械波产生的机理是什么？电磁波产生的机理是什么？（6）电磁波的传播不需要任何介质。11赫兹用实验证实了麦克斯韦理论的正确性（1888年）赫兹是一个短命的物理学家。在1894年逝世时，他才年仅37岁。他从21岁考人柏林大学直到不幸去世，进行科学研究不足15年，然而却建立了永垂青史的功绩。赫兹证明：要获得电磁波，就必须建立一个辐射电磁波源，这个电磁波辐射源还应当有足够的功率。赫兹很快制成了电磁波辐射源，当时它被称作赫兹振荡器赫兹第一个

7、证实了光从其本质上说也是一种电磁波的问题。发现电磁波产生的巨大影响，连赫兹本人也没料到。在他发现电磁波的第二年，有人问他，电磁波是否可以用作无线电通讯，赫兹不敢肯定。赫兹研究电磁波无意中丢下的种子，却很快在异地开花结果。12在发现电磁波不到6年，意大利的马可尼、俄国的波波夫分别实现了无线电传播，并很快投人实际使用。其他利用电磁波的技术，也像雨后春笋般相继问世。无线电报（1894年）无线电广播（1906年）无线电导航（1911年）无线电话（1916年）短波通讯（1921年）无线电传真（1923年）电视（1929年）微波通讯（1933年）雷达（1935年）以及遥控、遥

8、感、卫星通