無線電知識綜述

1、第一章 無線電知識無線電知識是電子對抗兵應(yīng)具備的專業(yè)基礎(chǔ)知識。 本章主要 任溶包括； 無線電技術(shù)及其運(yùn)用； 無線電波段劃分和電波傳播原 理；發(fā)射接收原理，天線知識等。線面主要介紹無線電收發(fā)新的 基本原理： 無線電波段劃分方式， 電波傳播特點(diǎn)及信號頻譜的基 本概念。第一節(jié) 無線電技術(shù)及其應(yīng)用自1864年麥克斯韋（MAXWEL）建立電磁場理論，1887年赫 茲（HERTZ發(fā)現(xiàn)電磁波的100多年來，無線電技術(shù)得到了前所 謂未有的發(fā)展和應(yīng)用。 1895年和 1896年，意大利大馬尼克和俄 國的波波夫在不同的國度里陳宮的試驗(yàn)了原始的無線電通信。 通 過不懈的努力， 馬可你在 1901年實(shí)現(xiàn)了跨越大西洋

2、3000多千米， 從加拿大到英格蘭的無線電通信。 人類從此寫開了無限點(diǎn)應(yīng)用的 新世紀(jì)元。無線電波多發(fā)現(xiàn)是 19 事跡人類科學(xué)史上最偉大的成 就之一。一 無線電技術(shù)無線電技術(shù)是利用無線電波傳給各種信號的一門技術(shù)科學(xué)。 人類認(rèn)識電磁波經(jīng)歷了一個(gè)漫長的人不斷發(fā)展的過程。早在 兩千多年前，人們就發(fā)現(xiàn)了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象，而人類對電和磁的真正認(rèn)識和廣泛應(yīng)用， 迄今還只有一百多年的歷史。1785 年，法國物理學(xué)家?guī)靷愒诳偨Y(jié)前人對于電磁現(xiàn)象認(rèn)識的基礎(chǔ)上，根據(jù)電荷之間的作用力，提出了“庫倫定律”。1820年物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線下的小磁針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，及 其周圍存在在磁場，提出了“安培定律” 。在此之前，人類還

3、 沒有建立電場磁場之間的明確關(guān)系。 經(jīng)過 10 多年的艱苦努力， 知道 1831 年，英國物理學(xué)家法拉第在前人多做大量工作的基 礎(chǔ)上，提出了電磁感應(yīng)定律，證明了以磁場可以產(chǎn)生磁場。 那么電場能不能產(chǎn)生磁場呢？ 1856-1865 年，英國科學(xué)家麥克 斯在前人研究的基礎(chǔ)上，大膽提出位移電流假說，變化的電 場可以產(chǎn)生磁場，建立了電與磁的統(tǒng)一理論，及麥克斯電磁 理論。利用該理論分析表明，變化的電場會產(chǎn)生磁場沒變化 的磁場會產(chǎn)生電場，形成逐漸向外傳播，看不見的電磁波。 1887 年，德國物理學(xué)家赫茲用實(shí)驗(yàn)方法證明了電磁波的存在， 實(shí)現(xiàn)了電磁波的產(chǎn)生和接收。 無線電技術(shù)的各種應(yīng)用都要借助于無線電波。無線

4、電波實(shí)際 上就是在空點(diǎn)傳播的交變電磁場。 電工學(xué)基礎(chǔ)告訴我們， 電場中 儲存有電能， 磁場中儲存有磁能。 交變的電場會在其周圍空間產(chǎn) 生交變的磁場，把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榇拍?。把電能轉(zhuǎn)化為磁能，如圖 1-1-1 (A)所示；交變的磁場也會在其周圍產(chǎn)生交變的電場把磁 能轉(zhuǎn)化為電能，如圖1-1-1 (B)所示。在一導(dǎo)體再有高頻交變電 流I時(shí)，其周圍空間就會產(chǎn)生交變磁場H，交變磁場H又將在鄰近的區(qū)域產(chǎn)生交變的電場E，如圖1-1-1 (C)所示。交變電場 E又將在較遠(yuǎn)的地方產(chǎn)生新的交變磁場 H。 H 又將在更遠(yuǎn)的地方產(chǎn)生新的交變電場E。于是，交變電廠與交變磁場相互轉(zhuǎn)化，將電 磁場一波動的形式由近及遠(yuǎn)地廂空間傳播

5、出去。無線電波就是這種波動著的交變磁場。在真空中無線電波的傳播速度等于光速C，即每秒30萬千米。無線電波變化的快慢用頻率 F或周期T來表示。頻率F定義 為無線電波每秒鐘內(nèi)周期性變化的次數(shù)，單位為赫茲（HZ）;周期T定義為無線電波完成一個(gè)周期的變化所需的時(shí)間， 單位是秒（S）。頻率F和周期T互為倒數(shù)，即F=仃或T=1F。無線電波另 一個(gè)重要的物理量是波長。 波長定義為無線電波在一個(gè)周期的時(shí) 間內(nèi)所傳播的距離，單位十米（ M）。若無線電波的傳播速度為（C），頻率為F，周期為T，貝V：列：某電臺的發(fā)射頻率為20MHZ ,則它的波長?=C/F=3 10/8/20 X 10/6=15米（米）。某雷達(dá)的發(fā)

6、射頻率為 100MHZ 則它的波長 ？=3X 10/8/10/6=3 （米）。從上述計(jì)算公式1-1-1可以看出，頻率越高，波長越短。二，無線電技術(shù)應(yīng)用無線電技術(shù)已經(jīng)滲透到人們生活的方方面面，深入影響著人 類生活方式。它使人類文明，整個(gè)物質(zhì)世界的面貌發(fā)生了深遠(yuǎn)的 變化。人們?nèi)粘Ｉ钪袩o時(shí)無刻不在享受著無線電技術(shù)帶來的便 易，如電視，電話，廣播，網(wǎng)絡(luò)。手機(jī)通信等等。無線電技術(shù)在 軍事領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用， 并已經(jīng)成為現(xiàn)代化武器裝備的耳 目和神經(jīng)中樞。如通信聯(lián)絡(luò)，指揮作戰(zhàn)，偵察敵情。收集情報(bào)， 預(yù)報(bào)空襲， 測距，測高和炮瞄， 全球通信， 定位導(dǎo)航與自動駕駛， 衛(wèi)星發(fā)射和回收的自動控制， 電子干擾，

7、 精確制導(dǎo)武器控制以及 單導(dǎo)航行等。無線電通信是人類應(yīng)用最早的無線電技術(shù)活動，無線電波由 電磁振蕩電路產(chǎn)生并通過天線發(fā)射， 在空中傳送信號， 因?yàn)椴挥?到線傳送，所以叫無線電。最早的無線電通信使用長波，中波波段，認(rèn)為波長短于 200M 的電磁波不適于遠(yuǎn)距離通信。 1923 年業(yè)余無線電愛好者發(fā)現(xiàn)用 小功率電臺發(fā)射無線電信號也能傳播很遠(yuǎn)的距離， 此后短波無線 電通信迅速發(fā)展起來， 1924 年在英國與法國之間建立了世界上 第一條超短波通信線路。 1936 年，超短波接力線路建立。 20 世 紀(jì) 50 年代，出現(xiàn)了誒波接力通信系統(tǒng)； 60 年代，對流層散射通 信得到很大發(fā)展； 80 年代，毫米波波

8、段開始用于接力通信。 1965 年美國及蘇聯(lián)發(fā)射應(yīng)用衛(wèi)星成功， 衛(wèi)星通信進(jìn)入實(shí)用階段。 衛(wèi)星 通信是利用人到地球衛(wèi)星作為中繼站來轉(zhuǎn)發(fā)無線電波， 在兩個(gè)或 兩個(gè)地球站之間進(jìn)行通信， 屬于微波接力通信的一種特例。 但與 地面微波接力通信不同的是，衛(wèi)星通信傳播煤質(zhì)每只組成復(fù)雜， 受大氣層運(yùn)動和太陽活動影響明顯，衛(wèi)星通信的工作范圍較大， 也容易受到優(yōu)異的干擾破壞。由于無線電通信建立迅速，便于機(jī)動，能使運(yùn)動中的，方位 不明的以及被敵人分割或被自然障礙阻隔的部隊(duì)迅速建立通信 聯(lián)絡(luò)，在對飛機(jī)，艦艇，坦克等運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行指揮時(shí)，甚至是唯一的通信手段， 因而他被迅速應(yīng)用于戰(zhàn)場。 當(dāng)無線電通信商在實(shí) 現(xiàn)完善階段，俄

9、國和英國就開始在他們的軍艦上裝備和使用了。 各國列強(qiáng)相繼也紛紛在海軍及路軍裝備上使用無線電。 1904年 2 月爆發(fā)的日俄海戰(zhàn)，就是世界戰(zhàn)爭史上第一次雙方都是用無線 嗲。從此以后， 無線電通信在世界各國部隊(duì)長迅速發(fā)展和普遍使 用。在這之后的百余年，無線電通信得到飛速發(fā)展?，F(xiàn)代通信應(yīng) 用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，除了通常的語音通信之外。還有數(shù)據(jù)通信，導(dǎo) 航，遙控等。各國都高度重視通信的發(fā)展，新的通信技術(shù)合同新 體制層出不窮，如擴(kuò)展頻譜調(diào)制，調(diào)頻技術(shù)，通信組網(wǎng)等，這些 在提高通信效率的同時(shí)， 由于使用了數(shù)目繁多的頻率點(diǎn)， 也就占 用了很多的頻譜資源。雷達(dá)是廣泛應(yīng)用軍事，國名經(jīng)濟(jì)和科學(xué)研究等領(lǐng)域的電子技 術(shù)設(shè)備

10、， 他是主動向空間發(fā)射電磁波， 就收從目標(biāo)反射回來的回 波信號來探測目標(biāo)并測定位子， 速度和其他特征的。 現(xiàn)代雷達(dá)具 有發(fā)現(xiàn)距離遠(yuǎn)，測定目標(biāo)位置和參量的速度快，精度高，能全天 候使用等特點(diǎn)， 這使得它的軍事用途范圍及廣， 包括警戒， 引導(dǎo)， 武器控制，偵察，測量，航行保障，敵我識別和氣象觀測等多方 面。雷達(dá)原理的形成可追溯到 19 世紀(jì)年代的末期，而作為一種 軍事裝備服務(wù)于戰(zhàn)爭是 20 世紀(jì) 30 年代的事。英國在第一次世界 大戰(zhàn)中飽受空襲之苦， 于是非常重視新型的電子技術(shù)來對付同樣 是信心的飛機(jī)的威脅。 他們認(rèn)為， 運(yùn)用電磁波反射的原理有可能 提出提早發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)方的飛行物，于是在 1935 年

11、6 月研制出了探測非距離達(dá) 17 英里的第一部使用雷達(dá)。 1938年美國研制出了第一 步防空火力控制雷達(dá)，第一部實(shí)用的艦載雷達(dá)。 1939 年，英國 在一架飛機(jī)裝了一部 200M HZ的雷達(dá)，這可稱得上是世界上第一 部記載預(yù)警雷達(dá)。第二次世界大戰(zhàn)期間，由于戰(zhàn)爭的需要，雷達(dá)技術(shù)得到了飛 躍的發(fā)展， 短短幾年間， 雷達(dá)已經(jīng)在海陸空三軍中得到了廣泛應(yīng) 用，進(jìn)入武器控制應(yīng)用領(lǐng)域， 火炮射擊和飛機(jī)轟炸等都借助雷達(dá) 進(jìn)行瞄準(zhǔn)控制。 1941年 12 月 9日日本偷襲珍珠港時(shí)，美國已經(jīng) 生產(chǎn)了近百部警戒雷達(dá)， 其中的一步就假設(shè)在珍珠港， 可惜那天 執(zhí)勤的美軍指揮官誤把熒光屏上出現(xiàn)的飛機(jī)回?fù)墚?dāng)成自己飛機(jī) 的回

12、撥，由此釀成慘重?fù)p失。在二戰(zhàn)初期，高射炮擊落一架飛機(jī) 平均要消耗 5000 發(fā)炮彈， 到二戰(zhàn)末期， 盡管飛機(jī)性能大為提高， 但用雷達(dá)控制高射炮進(jìn)行設(shè)計(jì)，擊落一架飛機(jī)平均只需用 50 發(fā) 炮彈，命中率是以前的 100 倍。戰(zhàn)后近半個(gè)世界的冷戰(zhàn)時(shí)期，軍備競賽刺激和推動著雷達(dá)斯 通奇數(shù)繼續(xù)發(fā)展。 大量雷達(dá)技術(shù)得以應(yīng)用， 例如動目標(biāo)顯示技術(shù)， 脈沖多普勒技術(shù)。相控陣技術(shù)等。出現(xiàn)了相控陣?yán)走_(dá)，超視距雷 達(dá)，合成孔徑雷達(dá)等多種體制雷達(dá)。 現(xiàn)代雷達(dá)輻射功率越來越大， 從而可以“看”的距離很遠(yuǎn)，探測的區(qū)域很廣，這給戰(zhàn)場電磁環(huán) 境帶來很大的影響。 隨著信息化裝備的快速發(fā)展， 雷達(dá)進(jìn)一步獲 得了更廣泛的應(yīng)用， 安

13、裝平臺的種類也日益增多， 除了地面有多 種雷達(dá)。雷達(dá)多占用的頻譜資源已經(jīng)從傳統(tǒng)的米波，分米波，厘米波向高端擴(kuò)展到毫米波，神之光波段。現(xiàn)代信息和雷達(dá)設(shè)備都主要工作在無線電頻段，有無線電波 的特性及頻率使用劃分可知， 無線電頻段是人類使用密度最高的 頻段，在這個(gè)頻段上的頻譜資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足急劇膨脹的用戶需 求，于是就刺激人們對廣播資源的開發(fā)利用。第二節(jié) 無線電波段劃分及電波傳播 無線電波的頻率范圍很寬， 頻率不同，無線電波的傳播特點(diǎn)， 用途也不同。因此，必須對無線電波的波長（或頻率）范圍進(jìn)行 合理的劃分，以方便研究和應(yīng)用。一， 無線電波段的劃分 頻率從幾千赫茲到幾萬兆赫茲的電磁波都屬于無線電波，

14、不 同頻率的無線電波具有明顯不同的特性。為便于研究和應(yīng) 用，習(xí)慣上將無線電波的頻率劃分為若干個(gè)區(qū)域， 稱為頻段， 也叫波段，如表 1-2-1 和 1-2-2 所示。無線電波占用的波段 只是電磁頻譜家族的一段。電磁波頻譜劃分，如圖1-2-1 多是。米波和分米波又是合成為超短波， 波長小于 30CM 的分 米波和厘米波稱為微波。上述各種波段的劃分是相對的， 因?yàn)椴ǘ沃g并沒有顯 著分界線， 不過各個(gè)不同波段的特點(diǎn)仍然有明顯的差別。 因 此粗略的把無線電波分成上述各種波段， 對問題的討論回來 帶很大的方便。電磁頻譜是指電磁輻射在頻域上分布狀況的一種描述， 他發(fā)硬電磁輻射在頻率或波長上的表現(xiàn)形態(tài)。 其

15、頻率范圍主 要是覆蓋甚低頻，低頻，中頻，高頻，甚高頻，他高頻，超 高頻，極高頻。安波長分為超長波，長波，中波，短波，超 短波。微波，毫米波，紅外線，可見光，紫外線燈。如同家 譜一樣， 電磁頻譜是按一定規(guī)則有序排列的， 家譜主要按輩 分和年代排序， 稱道樹狀結(jié)構(gòu)。 而電磁頻譜是按頻率或者波 長排序，成條狀結(jié)構(gòu)，如圖 1-2-1 所示。各種電磁波在電磁 頻譜中占有不同的頻率范圍， 如無線電波戰(zhàn)友的頻率范圍成 為無線電頻譜，其頻率范圍從 0 到 3000GHZ。電磁波在一個(gè)振蕩周期內(nèi)傳播的距離較波長， 基本計(jì)量 單位為米（米）。與波長相對應(yīng)的另一個(gè)物理量叫頻率，就 是每秒鐘內(nèi)同一個(gè)波形重復(fù)變化的次數(shù)

16、， 基本計(jì)量單位為赫 茲（HZ）。波長？與頻率？的關(guān)系為？=C/?,其中C為電波傳 播速度 ，頻率越高，波長越短。頻率，波長不同的電磁波 有不同的產(chǎn)生方法， 不同的傳播特性和用途。 從路倫上將電 磁頻譜資源是無限的，但受技術(shù)，設(shè)備，外界環(huán)境，傳播特 性，實(shí)現(xiàn)機(jī)理等條件的制約， 目前人們通常只適用國際電聯(lián) 劃分出來的9KHZ-275GHZ的頻譜范圍，而絕大部分在20GHZ 以下。耕地或更高的頻譜資源還有待進(jìn)一步研究和開發(fā)。電磁頻譜也是一種自然資源，具有有限性，三維性，非 耗竭性，傳播的固有性，易受污染性等特點(diǎn)，他同礦山，森 另等自然資源的區(qū)別在于， 可以被人們多利用， 但不會被消 耗掉，不使用它

17、，是一種浪費(fèi)，但如果使用不當(dāng)，同樣是一 種浪費(fèi)。由于頻譜不受地域，空域，是與限制，也不受行政 區(qū)域，國家邊界的限制， 因此對他的開發(fā)和利用國際上均有 嚴(yán)格管理規(guī)定，任何部門，地區(qū)和個(gè)人，包括任何國家都應(yīng) 在一定范圍內(nèi)使用，以避免造成相互干擾。另外，頻譜極易 受到外界污染，人為噪聲，自然噪聲，宇宙環(huán)境噪聲，高壓 輸電線以及工， 科，醫(yī)電子設(shè)備等都有可能對空中傳播的電 波產(chǎn)生干擾。二， 無線電波的傳播無線電和光波一樣，也是一種電磁波。它也具有直射， 繞射，反射，折射等現(xiàn)象。無線電波主要傳播方式有四種；(一) 地波傳播地波傳播是電磁波眼地球表面繞線傳播，如圖1-2-2(A)由于地面是不良導(dǎo)體， 地波

18、傳播是有一部分能量被地面吸收。 頻率越 高，地面吸收越嚴(yán)重，電磁波能量損耗也越大，多以，地波傳播 只是用于中波和長波， 由于地面的電性能在較短時(shí)間內(nèi)變化不會 很大，多以信號由地面?zhèn)鞑ケ忍觳ǎ臻g波船舶要穩(wěn)定。(二) 天波傳播 天波傳播市直射向天空的無線電波被電力等反射后到達(dá)地 面接收點(diǎn)的傳播方式，如圖1-2-2 (B)所示。無線電波靜電力層 反射后進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳播，但電離層的高度，密度隨季節(jié)，晝夜和地區(qū)的不同而變化， 多以天波傳播不夠穩(wěn)定， 并有電波衰落現(xiàn)象。（三）直線波傳播 直線波傳播是指無線電波通過空間直線波和地面反射到達(dá) 接收點(diǎn)的傳播方式，如圖1-2-2 （C）所示。因通信距離在視線距 離

19、之內(nèi)，直線波傳播由叫視距傳播。為了增大通信距離，應(yīng)盡量 利用地形，地物把天線架高。（四）散射傳播散射傳播是利用對流層， 電離層的不均勻性對顛簸的散射作用而到達(dá)接受點(diǎn)的傳播方式，如圖 1-2-2（D）所示。散射通信 的距離可長達(dá)1000KM，但散射傳播的損耗大，電波衰落也很嚴(yán) 重。無線電波的頻率不同或波長不同，其傳播方式也不相同。 中，長波以地波傳播為主；短波由于電離層吸收較小，而地面吸 收較大， 主要是依靠天波傳播和直射傳播； 超短波和微波因能穿 頭電離層而不反射， 波長太短又不能沿地面繞射， 主要是指電波 傳播和散射傳播。第三節(jié)信號頻譜的基本概念無線電技術(shù)的主要任務(wù)就手機(jī)傳遞含有信息的電信號

20、。因 此，要了解無線電信號分類的表示方法， 才能正確掌握無線電信 號傳輸基本知識。一， 線號的頻譜表示 實(shí)際應(yīng)用中我們遇到的信號千變?nèi)f化，多種多樣，如話音信號，電視信號，電報(bào)信號，雷達(dá)信號等，如圖1-3-1 所示就是 一種最簡單也同時(shí)又具有典型意義的信號就是正弦信號。 正弦信 號的特點(diǎn)是信號電壓瞬時(shí)值隨時(shí)間連續(xù)不斷的變化， 通常稱為連 續(xù)信號。實(shí)際信號要比正弦號復(fù)雜得多。那么各種多樣的信號如何 確切而方便的表示出來呢？一邊表示信號的方法大致有三種； 數(shù)學(xué)表達(dá)式， 波形圖和 頻譜。 前兩種方法我們都熟悉， 如正弦線好用數(shù)學(xué)表達(dá)式表達(dá)出 來，及正弦信號可寫成 U（T） U/?SIN（?卞？）,其波

21、形圖如圖1-3-1 多是。此處 U? 為最大值（或稱振幅） ， ? 為角頻率，角頻率 ? 和頻率 ? 均可表示正弦信號變化的快慢，他們之間的關(guān)系為； 滬2?如角頻率 滬100的正弦信號，其頻率？=100/2=50H乙再例 如某信號 u（ T） =5SIN100T+2SIN200T（V），該信號有兩個(gè)頻率， 分別為50HZ和100H乙振幅分別為5V和2V,其波形如圖1-3-2（a） 中實(shí)踐所示。這兩種方法雖然嚴(yán)格，直觀，但有些復(fù)雜的信號如話音、圖 像信號燈用這兩種方法表示很困難， 也難以些揭示信號的本質(zhì)特 點(diǎn)，這是可采用一種所謂頻譜表示法。及時(shí)頻率？（或角頻率 小作為橫坐標(biāo)、 用正弦信號的幅度作

22、為縱坐標(biāo)， 做出來的圖形就叫 頻譜圖，簡稱頻譜。如上述信號u （t）頻譜表示如圖1-3-2 （ b）所示，從頻譜圖上課清楚的看到該信號含有兩個(gè)正弦分量， 頻率 分別為50Hz和100Hz,振幅分別為5V和2V,由此可見用頻譜 表示信號機(jī)簡潔又明了一般來說，一個(gè)復(fù)雜的信號總可以分解為愈多頻率不同的正 弦信號之和。 所以頻譜就四肢組成信號的歌正弦信號分量按頻率 分布的情況。如圖1-3-3 （a）所示就是風(fēng)琴管發(fā)出的低音 C的波 形圖。如圖1-3-2（b）中每一根豎線（稱為譜線）代表一個(gè)正弦分 量，譜線在橫坐標(biāo)上的位置代表正弦分量的頻率， 普賢的高度代 表正弦分量的振幅。我們把信號占據(jù)的頻率范圍稱為

23、頻譜寬度，記為BW。圖1-3-3（ b）所示信號的 BW約為400Hz。信號的頻譜可用頻譜分析儀直觀的觀察到， 也可以通過傅里 葉技術(shù)展開或傅里葉變換計(jì)算出來。 下面分別介紹用這兩種方法 分析周期信號和頻譜。二， 周期信號的頻譜 信號按是否呈現(xiàn)周期性可分為周期信號和非周期信號。如 果信號 建）=?（t-T），T為有限值，則稱？（t）是周期為的周 期信號。反之，不能滿足上述關(guān)系的成為非周期信號。自然界中 的春夏秋冬一年四季周而復(fù)始就是一種典型的周期運(yùn)動，如圖 1-3-1 所示就是一種典型的周期信號。下面我們以圖1-3-4（ a）所示的方波信號為歷來定性分析 信號如何分解為一系列正弦信號分量的。圖

24、1-3-4（ b）為一個(gè)與風(fēng)波周期相同的正弦波，成為這個(gè)周期信號的基波或一個(gè)諧波， 顯然他與方波的差別很大；圖1-3-4（c）是由基波與三次諧波（頻率是基波三倍的正弦波） 相加構(gòu)成， 從圖可以看出合成后的波形（實(shí)線所示）與方波較接近；圖 1-3-4 （b）為上述波形基礎(chǔ)上有 家一個(gè)五次諧波，則合成波形如圖1-3-4（ d）中實(shí)線所示，更接近方波。 游戲可見方波在幾波上疊加的諧波分量越多， 則合成的 波形越接近方波， 因此，可以認(rèn)為方博士無窮多個(gè)諧波分量之和。 不僅防波信號可以這樣分解， 事實(shí)上任何周期信號一般均可分解 為一個(gè)恒定分量與無窮多個(gè)不同頻率的諧波分量之和。對于以具體的周期信號，究竟包

25、含多大的恒定分量和那些 諧波分量， 他們的振幅為多大， 這些問題需要傅里葉書記進(jìn)行定 量分析才能得到。 任何一個(gè)周期為 T 的電磁波信號， 只要滿足一 定條件（無線電技術(shù)中的周期信號均可滿足） 總可以展開成傅里 葉級數(shù)，即；上述中CO是？（t）的平均值，稱為？（t）的直流分量，C 稱為？（t）的第n次諧波分量，n。稱為n次諧波頻率。從公式（1-3-1）可以看出；一個(gè)周期信號可以分解為直流分量C,基波分量 C1soc（t+？ ）和諧波分量之和。利用公式（ 1-3-1）就可以計(jì)算出一個(gè)周期信號的頻譜，對 于圖1-3-5 （a）所示的波形，其傅里葉級數(shù)是；根據(jù)公式（ -1-3-2），把各個(gè)正弦分量按

26、照頻率和振幅的不 同坐在以角頻率 為橫坐標(biāo)，振幅為縱坐標(biāo)的平面圖上，即可 得到？（t）的頻譜，如圖1-3-5 （d）所示。由圖1-3-5 （b）可以啊可能出，周期方波的頻譜有以下幾個(gè)特點(diǎn)；（一）離散性頻譜由若干根不連續(xù)的譜線組成。（二）諧波性每根譜線只能出現(xiàn)在基波頻率3。的整數(shù)倍頻率上，頻譜中不可能有頻率為 3。非整數(shù)倍的分量。（三）收斂性各譜線的高度，以及各次諧波的振幅，總的趨勢是隨 著諧波次數(shù)的增高而減小的。這些特點(diǎn)雖然是從一個(gè)特殊的周期方波信號得出，但 他們具有普遍意義。采用頻譜發(fā)表是信號，信號包含有哪些頻率分量以及 每個(gè)頻率分量所占的比重一目了然。 從圖 1-3-5 中可看出， 周期性

27、方波中含有幾波分量，三次諧波 33，五次諧波 53。 等奇次諧波分量，各次諧波的幅度越來越小，能量主要集 中在第次諧波上。三， 非周期信號的頻譜非周期信號可認(rèn)為是周期無限大的周期信號。當(dāng)T時(shí)，傅里葉級數(shù)展開時(shí)可以演變?yōu)楦道锶~變換，即； 非周期信號的頻譜與周期信號頻譜相比； 一是非周期信號的 頻譜的連續(xù)頻譜。這是因?yàn)橹芷谛盘柕淖V線見個(gè)都是30=2/T ，當(dāng)T-時(shí)，周期信號變?yōu)榉侵芷谛盘?，譜線間隔3 ?-0，離散譜就變成連續(xù)頻譜了；二是非周期信號得基波頻率3?2T不是一個(gè)有限值， 而是一個(gè)無窮小量； 三是非周期信號頻譜人具有收斂 性這是因?yàn)橐粋€(gè)信號的高頻能量不可能越來越大。對于圖1-3-6 （a）

28、所示的單個(gè)矩形脈沖，其頻譜圖如圖1-3-6（b）所示。由圖 1-3-6 可看出，矩形脈沖的脈寬越窄（ ?越小），頻譜收 斂的越慢，高頻分量比重越大，信號頻譜寬度越寬，這反映了信 號的時(shí)間特性和聘禮特性的一個(gè)重要關(guān)系； 時(shí)間上變化較快的信 號高頻分量較多，頻譜寬度較寬。四， 典型信號機(jī)頻譜 典型信號機(jī)頻譜主要介紹周期矩形脈沖的周期性射頻脈 沖。（一）周期矩形脈沖信號 周期矩形脈沖信號的波形和頻譜， 如圖 1-3-7所示；從波形上看，該信號時(shí)有時(shí)無，和人的脈搏跳動相似，有跳有停，稱 為脈沖信號。從頻譜上看，該信號的頻譜分量無限多，但總的趨 勢是頻率越高度越小。參照圖 1-3-7，當(dāng)T不變而r下降時(shí)

29、，脈 寬變窄，頻譜譜線第一個(gè)過零點(diǎn)的位置 2/T.T 越大，譜線間隔越 密集，信號能量越集中在低頻區(qū)。（二）周期性射頻脈沖周期性頻脈沖的波形的頻譜如圖 1-3-8所示。從波形上看，該信號時(shí)斷時(shí)續(xù)，在在持續(xù)矩形脈沖的頻譜百應(yīng)到正弦信號頻 率，（射頻）兩側(cè)。周期性射頻脈沖信號是脈沖雷達(dá)發(fā)射的典型 信號。（三）幾種常見通信信號波形和頻譜1. 等福報(bào)（2ASK通信信號波形與頻譜等福報(bào)信號的波形從理論上將是等副且頻率不變，斷續(xù) 出現(xiàn)的正弦波，由于信號的計(jì)生調(diào)劑，隨即衰落，我們多看到的 等福報(bào)信號的波形并不完全是等副的， 是幅度有所變化， 但變化 不大，并且是一段一段出現(xiàn)的，如圖 1-3-9 所示。由于等

30、福報(bào)通信信號， 再有點(diǎn)麻符號是發(fā)射機(jī)有高頻振蕩 輸出，無電碼符號是誘發(fā)設(shè)計(jì)無高頻振蕩的輸出， 所以它的平均 頻譜是一個(gè)峰； 瞬間頻譜中珠峰是斷續(xù)則是斷續(xù)出現(xiàn)的， 從其瀑 布現(xiàn)實(shí)上看得更清楚。如圖 1-3-10 所示。2. 移頻報(bào)（2FSK通信信號波形與頻譜由于移頻報(bào)通信信號的頻率是在兩個(gè)頻率點(diǎn)之間變化， 其 波形式等副， 疏密變化不間斷的正弦波， 由于信號存在計(jì)生調(diào)劑 和隨即衰落， 所看到的波形幅度是在不停的有所變化， 但是在連 續(xù)的波形，如圖 1-3-11 所示。移頻報(bào)（2FSK信號的瞬間頻譜從屏幕顯示來看珠峰在兩 個(gè)位置上交替出現(xiàn)， 這是因?yàn)橐祁l報(bào)的頻率在兩個(gè)之間變化。 如 圖 1-3-1

31、2 所示。從它的平均頻譜上可以清楚的看到移頻信號的平 均頻譜是兩個(gè)峰，其高度，寬度基本一致。3. 調(diào)幅話（ AM 通信信號波形與頻譜調(diào)幅信號的波形是載波的瞬時(shí)包絡(luò)按照調(diào)制信號的變 化呈現(xiàn)先變化， 所以調(diào)幅話信號的波形是連續(xù)不斷的包絡(luò)隨話音 信號變化而不停變化的正弦波，如圖 1-3-13 所示。調(diào)幅話（AM）信號的載波能量壁畫音信耗能量要大的多， 所以從屏幕上顯示的調(diào)幅話的平均頻譜是一個(gè)珠峰， 這個(gè)珠峰是 載波的頻譜，而在珠峰的兩邊則堆成的分布著話音信號的頻譜， 在其順勢頻譜現(xiàn)實(shí)上可以看到珠峰兩邊的話音新哈頻譜隨話音 信號的變化而變化， 由于調(diào)幅話音信號沒有抑制載波， 使得載波 的穩(wěn)定性較好，

32、所以調(diào)幅話信號的順勢頻譜西歐哪個(gè)瀑布圖現(xiàn)實(shí) 上看珠峰的一致性較好，如圖 1-3-14 所示。第三節(jié) 無線電收發(fā)信基本原理 無線電通信就是通信雙方依靠電磁波在空間的傳播來傳 送信息的一種通信方式。一個(gè)完整的無線電通信系統(tǒng)包括信號 源，發(fā)信設(shè)備， 收信設(shè)備和收信裝置四個(gè)部分， 如圖 1-4-1 所示。 其中，新好運(yùn)只需要傳送的信息來源，如語言，文字，圖像，數(shù) 據(jù)等，現(xiàn)代通信終須把信息轉(zhuǎn)換成電信號；發(fā)信設(shè)備用于放大， 調(diào)制，發(fā)射信號是指與傳播和接受，收信設(shè)備用于接收，放大， 調(diào)制信號，使之便于守信裝置使用，收信裝置是指喇叭，熒光屏 等終端設(shè)備。一， 無線電收信設(shè)備無線電通信系統(tǒng)的類型很多， 有根據(jù)信

33、號源不同而劃分的無線電話，無線電報(bào)，電視廣播，有根據(jù)傳送信號的形式劃分的 模擬通信和數(shù)字通信等。 下面以一般的無線通信為例， 簡單介紹 無線通信設(shè)備的組成，工作過程， ，以及天線接收的基本原理。（一）無線電收信設(shè)備 無線電守信設(shè)備的一般組成方框圖如圖 1-4-2 所示。這是一 種超外差式守信設(shè)備。 途中熟人短的高頻放大器用于對天線接收 的信號進(jìn)行選擇（選出有用信號、濾初干擾信號）和放大。混頻 器將來資本的振蕩器的正弦信號頻率？L,與接收到的信號頻率怎想見得到中間頻率?1=?2-?So中頻信號經(jīng)中頻放大器進(jìn)一步選擇 和放大后， 通過檢波器取出一調(diào)制信號中的話音信號， 在京音頻 放大送至揚(yáng)聲器。在

34、超外差守信設(shè)備中，利用鏈條機(jī)構(gòu)是信號頻 率 ?s 與本珍品李同不改變，保持兩者之差始終為固定中頻?1.對頻率固定的信號進(jìn)行選擇放大要比頻率的信號容易的多， 這就是 常采用超外差式接收機(jī)的原因。 對接收設(shè)備的要求是；一是靈敏 度要高；二是選擇性要好，三是保證度要好。（二）天線接收的基本原理 當(dāng)發(fā)射天線輻射的電磁波照射到天線上時(shí)，接收天線就會 閃生感應(yīng)電動勢。把接收天線與輸入點(diǎn)路相連接， 便會在輸入回 路中山生高頻電流。使用的天線不同，感應(yīng)電動勢大小不同，收 信機(jī)的靈敏度也不同。提根天線，既可作發(fā)射天線，又可作接收天線，而且其基本 特性相同。所以，天線是一個(gè)可你的能量轉(zhuǎn)換器。部隊(duì)使用的徐 曉星移動

35、電臺都是收，發(fā)共用一根天線。大型固定點(diǎn)太分別假設(shè)發(fā)射和接收天線。二， 無線電發(fā)信 無線電法新設(shè)備的一般組成方框圖如圖 1-4-3 所示。振蕩器 用于產(chǎn)生高穩(wěn)定的高頻正弦信號，通常這個(gè)正弦信號拼力較低， 徐靜備品后才能達(dá)到所需的頻率。 高頻功率放大器的作用是將倍 頻輸出的小信號放大到足夠高的功率電平以推動調(diào)制器。 調(diào)制器 的作用是對高頻正弦信號進(jìn)行調(diào)制， 使其振幅火拼了隨調(diào)制信號 （被放大了的話音信號） 規(guī)律變化， 以便高頻正弦電壓攜帶話音 信息向空間發(fā)射。對發(fā)信設(shè)備的要求是； 一是有足夠大的輸出功率； 二是發(fā)射 頻率穩(wěn)定度要高，三是失真要小，四是使用安全，可靠。（三）天線輻射原理 天線作為無線電系統(tǒng)中不可缺少而且非常重要的部件，其 本身的質(zhì)量直接影響著天線系統(tǒng)的整體性。 現(xiàn)代信息系統(tǒng)的速度 發(fā)展對天線提出許多新的研究方向， 同時(shí)也促使了許多新型天線 的誕生。由于無線電系統(tǒng)的多樣性，天線的種類很多，按照用途 的不同，可將它們分為通信天線，廣播和電視天線，雷達(dá)天線， 導(dǎo)航和側(cè)向天線等；按照工作波長可分為長波天線，中波天線， 短波天線， 超短波天線以及微波天線等； 按照天線的特色可分為 圓極化天線，線極化天線，窄頻帶