第五章短波通信系统ppt修复的ppt课件.ppt

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1、5.2短波单边带通信技术第五章短波通信系统5.1现代短波通信概述5.4短波跳频通信技术5.3短波自适应选频技术5.1现代短波通信概述5.1.1短波通信的起源5.1.2无线信道5.1.3短波通信信道传输特性5.1.4短波通信的特点5.1.1短波通信的起源按照CCIR的规定，短波是指频率为3~30MHz，波长为100m~10m的无线电波。利用短波进行的无线电通信称为短波通信，又称为高频(HF)通信。1.短波的定义2.短波通信短波通信实际使用范围为1.5~30MHz。5.1.1短波通信的起源1901年12月马可尼实现了无线电波越洋传播，传播距离达到3000km，实现了英国到北

2、美的纽芬兰信息传递；科学家猜想大气层有带电粒子层的缘故；1921，意大利罗马郊外发生一场大火，一台功率只有几十瓦的业余短波无线电台发出呼救信号，信号被1500km之外的哥本哈根的一些接收机收到，从此短波通信收到人们的重视；1924年，英国物理学家阿普尔顿证实了电离层的存在，并因此于1947年获得诺贝尔物理学奖。3.起源5.1.2无线信道5.1.2.1电离层的特性电离层是指从距地面大约60公里到1000公里处于电离状态的高空大气层。1.电离层的形成电离：高空大气层在太阳辐射的作用下，大气气体分子或原子中的电子游离出来，形成离子和自由电子。电离现象显著的区域称为电离层。自由

3、电子、正离子、负离子、中性分子和原子等组成的等离子体。电离源太阳辐射的紫外线、X射线、高能带电微粒流、为数众多的微流星其它星球辐射的电磁波以及宇宙射线等只占全部大气质量的2％左右，但因存在大量带电粒子，所以对电波传播有极大影响。5.1.2.1电离层的特性2.电离层基本分层特性电离层中电离浓度相对分层集中，较显著的有三层：D、E、F。5.1.2.1电离层的特性D层：60~90kmE层：90~150kmES层：120kmF1层：150~220kmF2层：200~1000km2.电离层基本分层特性5.1.2.1电离层的特性2.电离层基本分层特性D层太阳升起时出现，太阳落下后消

4、失短波以天波传播时将穿过D层短波穿过D层时严重衰减在白天，D层决定了短波传播的距离、发射机功率和天线增益(吸收层)5.1.2.1电离层的特性2.电离层基本分层特性E层电离开始后可反射高于1.5MHz的短波出现在太阳升起时,中午达到最大值，之后逐渐减小;太阳降落后，对短波传播不起作用5.1.2.1电离层的特性2.电离层基本分层特性ES层具有很高的电子浓度，能将高于短波波段的电波反射回来(偶发E层)偶尔发生如何利用尚待研究5.1.2.1电离层的特性F层白天有两层：F1层和F2层F1层夜间消失，常出现于夏季F2层电子浓度白天大夜间小、冬大夏小适合远距离短波通信(反射层)2.电

5、离层基本分层特性5.1.2.1电离层的特性电离层各层高度与电子密度的关系电子浓度随高度增加而增加；D、E层夜间消失；F层中午(白天)有两层；F1层夜间消失。(太阳黑子变化周期11年,黑子数增加大)3.电离层的变化规则变化日夜变化季节变化11年变化随地理位置变化(白天大夜间小中午最大值)(夏季大冬季小，但F2相反)(赤道附近大，两极小）5.1.2.1电离层的特性3.电离层的变化不规则变化偶发E层电离层突扰(太阳耀斑引起D层强烈吸收造成“短波消逝”）电离层暴(太阳黑子增多引起的电离层异常，在F2区表现得最为明显。）5.1.2.1电离层的特性5.1.2.2无线电波的传播形式短

6、波信号的折射、反射、散射电离层电子密度随高度增加而增加，介电常数和折射率随高度增加而变小，因而电波会发生折射甚至反射。电离层电子密度的非均匀性还会造成电波的散射。（1）电波具有反射和折射的特性当电波由一种介质传到另一种介质时，在两种介质的分界面上，传播的方向要发生变化，产生反射和折射。（2）电波具有绕射的特性电波在传播过程中有绕过障碍物的能力。其绕射能力与电波波长和地形有关，波长越长，其绕射能力越强；波长越短，其绕射能力越弱。（3）电波具有扩散的特性电波离开信源越远，能量越分散，场强越弱，这种现象称为电波的扩散。电波在电离层中的折射和反射设想电离层由无数平行薄层构成，各

7、层中电子浓度是均匀的。电波通过每一薄片层时折射一次。各层的电子浓度N随高度增加而增加，电离层的等效相对介电常数、折射率n亦发生改变，它们与电波频率的关系是：电波在电离层中的折射和反射电波传播方式根据电波的频率（波长）的不同，无线电波主要有以下四种传播方式：地波传播、天波传播、视距传播、散射传播。5.1.2.2无线电波的传播形式（1）地波传播地波传播方式是指无线电波沿地球表面传播。它主要用于中波以上的波段的近距离通信。（2）天波传播发射天线向空中发射电波，由高空电离层反射后到达接收点，这种方式称为天波传播。它是短波通信的主要传播方式。（3）