通信的一般知識課件

1、第一章 通信的一般知識 第一節(jié) 通信概述第二節(jié) 無線電波的傳播規(guī)律 第三節(jié) 各波段的傳播特點 1第一節(jié) 通信概述通信的一般概念有線通信和無線通信模擬通信和數(shù)字通信民用航空業(yè)務中所使用無線通信的情況未來的航空通信系統(tǒng)及發(fā)展趨勢2通信：信息從發(fā)送者傳遞到接收者的過程。 電通信：用電信號攜帶所要傳遞的信息，經(jīng)過各種信道進行傳輸，以達到通信目的。在自然科學領域內(nèi)涉及“ 通信”這一術語時，一般指的就是電通信。 一、通信的一般概念3通信系統(tǒng)的一般模型 通信系統(tǒng)：為實現(xiàn)通信任務所需要的一 切設備和傳輸媒質(zhì)的總體。 45 信號源是將原始信號，轉(zhuǎn)換為電信號的設備。這種電信號通常稱為基帶信號。 發(fā)送設備對基帶信號

2、進行處理和變換，以使它適合于在信道中傳輸。 信道是指傳輸媒質(zhì)。 接收設備的功能與發(fā)送設備相反，它將接收到的電信號進行必要的處理和變換，以產(chǎn)生包含原始信息的低頻電信號。 終端是將恢復的低頻電信號轉(zhuǎn)換成相應的原始信息，提供給最終的信息接收者。 噪聲源是噪聲的集中表現(xiàn)，噪聲源將對信號產(chǎn)生干擾。6 二、有線通信和無線通信 電信號在傳播的過程中需要一定的媒質(zhì)，按照傳輸媒質(zhì)的不同，通信方式可分為兩大類： 有線通信 無線通信 7有線通信是指用導線作為傳輸媒質(zhì)的通信方式。有線通信的優(yōu)點是信號穩(wěn)定可靠，保密性好，其缺點是傳輸距離有限，線路鋪設費用高 。無線通信是利用電磁波在空間的傳播來傳遞信息。無線信號在傳輸過

3、程受到的干擾比有線信號要大得多，而且其保密性也相對較差。但是無線通信特別適用于移動通信。 8三、模擬通信和數(shù)字通信 按照通信系統(tǒng)中傳輸?shù)氖悄M信號還是數(shù)字信號，就可把通信系統(tǒng)分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)兩類，而把相對應的通信分為模擬通信和數(shù)字通信。 9 和模擬通信相比，數(shù)字通信更能適應對通信技術越來越高的要求，主要體現(xiàn)在：抗干擾能力強。保密性強，可以加密。設備易于實現(xiàn)集成化、微型化。便于處理、存儲、交換，便于和計算機聯(lián)接，也便于計算機管理。數(shù)字通信的最大缺點就是它占用的系統(tǒng)帶寬遠遠大于模擬通信系統(tǒng)的帶寬。10 四、民航業(yè)務中所使用無線通信的情況 由于無線通信在移動通信領域中無可比擬的優(yōu)勢，因

4、此在航空通信業(yè)務中得到了廣泛的應用。 11地空通信系統(tǒng)服務類型 空中交通服務（ATS）：空中交通管制部門與飛機之間的通信 。航務管理通信（AOC）：飛機運營部門與飛機之間的 通信。航空行政管理通信（AAC）：飛機運營部門與飛機之間的 通信。航空旅客通信（APC） : 空中旅客與地面之間的通信。 ATS和AOC與飛行安全、飛行正常及飛行效率有關，稱為安全通信，具有高優(yōu)先等級。AAC和APC與飛行安全、飛行正常無直接聯(lián)系，稱為非安全通信，優(yōu)先等級較低。12現(xiàn)形地空通信系統(tǒng)甚高頻通信系統(tǒng)高頻通信系統(tǒng)飛機通信選址報告系統(tǒng)13五、未來的航空通信系統(tǒng)及發(fā)展趨勢 未來的航空通信將越來越多地借助于數(shù)據(jù)鏈。數(shù)據(jù)

5、鏈類型包括二次雷達S模式數(shù)據(jù)鏈（SSR/S）、高頻數(shù)據(jù)鏈（HFDL）、甚高頻數(shù)據(jù)鏈（VDL）和衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈（AMSS），其中HFDL、VDL、AMSS同時可實現(xiàn)話音通信。 14無線電波的傳播規(guī)律各波段電波的傳播特點第二節(jié) 無線電波的傳播規(guī)律 15無線電波的傳播 在不均勻媒質(zhì)中電波的傳播無線電波的傳播方式地面對電波傳播的影響電離層對電波傳播的影響 一、無線電波的傳播規(guī)律16（一）無線電波的傳播在空間傳播的交變電磁場稱為電磁波。無線電波通常指頻率在300GHz以下的電磁波，簡稱電波。 171.電磁波的形成與傳播 182.電波的分布 193.電波的傳播速度 在不同的媒質(zhì)中，電波的傳播速度為： 其中，r

6、為媒質(zhì)的相對介電系數(shù)，r為媒質(zhì)的相對導磁系數(shù) ，C為光速。20（二）在不均勻媒質(zhì)中電波的傳播 當電波在不均勻媒質(zhì)中傳播時，即媒質(zhì)的和發(fā)生變化時，不僅電波的傳播速度會發(fā)生變化，而且傳播方向也會改變，產(chǎn)生反射、折射、繞射和散射現(xiàn)象。 211.反射 電波頻率越高，反射越強 介質(zhì)的介電系數(shù)越大，反射越強222.折射 23 折射程度主要取決于電波在兩種媒質(zhì)中傳播速度之差，速度差越大，折射程度越大。另外折射程度還與電波的頻率和入射角有關，電波的頻率越低，入射角越大，折射程度就越大。243.繞射 電波遇到障礙物時，有時能繞過障礙物 繼續(xù)前進，這種現(xiàn)象稱為繞射。 電波的繞射能力與波長有關，波長越長， 繞射能力

7、越強 254.散射 當電波遇到大氣對流層中一些尺寸很小且不均勻的塵埃和小水滴時，就會向四面八方發(fā)散，這就是散射。26（三）無線電波的傳播方式 電波在大氣層中傳播，由于本身的頻率不同以及地面和電離層對它的不同影響，形成了不同的傳播方式。 電波的傳播方式主要有：天波，地波，空間波和散射波。2728293031天波：靠電離層的反射傳播的電波稱為天波。地波：沿地球表面?zhèn)鞑サ碾姴ǚQ為地波 空間波：空間波包括直達波和地面反射波。電波沿視線直接傳播至接收點，稱為直達波；經(jīng)地面反射后到達接收點的電波，稱為地面反射波。 散射波：利用電離層或?qū)α鲗拥纳⑸渥饔枚鴤鞑サ碾姴ǚQ為散射波。 （三）無線電波的傳播方式 32

8、（四）地面對電波傳播的影響 當電波沿地球表面?zhèn)鞑r，地面將吸收電波的部分能量，造成電波能量的衰減，衰減的大小與地面導電系數(shù)和電波的頻率有關。地球表面的導電系數(shù)越大，電波的衰減越?。浑姴ǖ念l率越高，衰減就越大。 33（五）電離層對電波傳播的影響 通常把地球周圍的大氣層分為對流層、同溫層、電離層三層。其中電離層對電波傳播的影響最為明顯 。341.電離層的形成 由于太陽紫外線的強烈輻射，大氣層中的氣體分子被電離成自由電子和正離子，因而形成了電離層。 使高空大氣電離的電離源還有：太陽輻射的X射線、為數(shù)眾多的微流量以及其它星體輻射的電磁波和宇宙射線等。 在夏季的白天，電離層有四個電子密度最大的區(qū)域，從下

9、向上分別稱為D、E、F、F層 。352.電離層的變化規(guī)律 36D層（60km-90km）：D層在日出后出現(xiàn)并在中午時達到最強，日落后由于強烈的中和而逐漸消失。E層(110km)：E層較為穩(wěn)定，它的電子密度和高度變化都比較有規(guī)律。白天時電子密度較大，夜間電子密度減小并幾乎保持不變。F層：在夏季的白天，F(xiàn)層又可分為F1層(160km)和F2層(300km)。F層變化規(guī)律和D層類似。F2層白天和夜間都出現(xiàn)。 總的來說，電離層電子密度變化的總體規(guī)律是夏季比冬季大，白天比夜晚大 。37電離層對電波的折射作用電離層對電波的吸收作用 3.電離層對電波傳播的影響38(1)電離層對電波的折射作用 39 電波能否

10、被折射后返回地面，取決于電波的入射角、頻率以及電離層的電子密度。 （1）電波的入射角越大越容易折射。 （2）電波的頻率越低越容易折射。 （3）電離層的電子密度越大越容易折射。 40 (2)電離層對電波的吸收作用 電波的頻率越高，電波能量損耗越小。 電離層電子密度越大，電波能量損耗越大。 41 第三節(jié) 各波段的傳播特點 無線電波頻段（波段）的劃分 各波段電波的傳播特點 42(一)無線電波頻段的劃分43（二）各波段電波的傳播特點 超長波主要是以波導模方式傳播的 超長波具有傳播距離遠，傳播穩(wěn)定，低端可以向水下傳播的特點。超長波的傳播具有日變效應，同時它對發(fā)射信號方面要求很高 1.超長波和長波 442

11、.中波 中波主要以地波的方式傳播。在夜間中波也可以天波的方式傳播。中波的傳播具有穩(wěn)定可靠的特點，而且所需的天線比長波要小，發(fā)射設備也較為簡單 453.短波地波傳播形式 ：衰減很快46天波傳播形式 短波可以利用天波傳播很遠的距離，而且，短波通信系統(tǒng)的發(fā)射天線尺寸和發(fā)射機功率都較小，成本較低 。47 短波通信的缺點 1.多徑傳輸 2.衰落 3.靜區(qū)48多徑傳輸：電波通過若干路徑或者不同 的傳輸模式到達接收端。49衰落：接收端信號振幅呈現(xiàn)忽大忽小的 隨機變化現(xiàn)象稱為“衰落” 。50根據(jù)衰落持續(xù)的時間，衰落可分快衰落和慢衰落；根據(jù)衰落產(chǎn)生的原因，衰落又可以歸納為 ：干涉衰落，極化衰落，吸收衰落。衰落的類型51 靜區(qū)：天波傳播越過了而地波傳播又未到達的這段區(qū)域 。52 短波傳播的主要特點 地波衰減快，天波不穩(wěn)定。 能以較小功率獲得較遠的傳播距離 。534.超短波它主要以空間波進行傳播，其有效傳播距離一般限于視線范圍。 傳播受天電干擾小，其信號較穩(wěn)定；頻帶