电磁波的发射与接收
电磁波的发射与接收技术
电磁波的发射与接收技术电磁波是一种既利大于弊又不可或缺的自然现象。
它在我们的生活中扮演着重要的角色，从无线通信到微波炉，无所不在。
但是，我们是否了解电磁波的发射与接收技术？在这篇文章中，我们将深入探讨这个话题，并了解其应用。
一、电磁波的发射技术电磁波的发射是通过一种称为电磁发射器的设备实现的。
电磁发射器通常由电源、天线和发射器电路组成。
当电源向天线提供电能时，发射器电路会将电能转化为电磁能，并通过天线发射出去。
不同种类的电磁发射器根据其频率范围、功率和工作原理的不同而有所不同。
最常见的电磁发射器是无线电发射器。
无线电发射器通过在电磁波频谱范围内产生变化的电流，从而发射无线电信号。
这种技术被广泛应用于无线通信、广播、雷达和卫星通信等领域。
除了无线电发射器，微波炉也是一种常见的电磁发射器。
它通过产生高频电磁波来加热食物，使其快速升温。
随着科技的不断发展，电磁发射器的应用范围也越来越广泛。
例如，近年来兴起的无人机技术就广泛应用了电磁发射技术。
通过在无人机上安装相应的设备，可以实现遥感、航拍和飞行控制等功能。
二、电磁波的接收技术与电磁波的发射相对应的是电磁波的接收。
电磁波的接收是通过一种称为接收器的设备实现的。
接收器通常由天线、接收器电路和解调器等组成。
当电磁波通过天线进入接收器时，接收器电路会将其转化为电信号，并通过解调器恢复为原始的信息。
无线电接收器是最常见的接收设备。
无线电接收器可以根据导频、中心频率和带宽等参数对信号进行选择性接收。
通过合理调整这些参数，可以确保接收到特定的无线电信号，进行通信或广播。
类似地，卫星接收器也是一种常见的接收设备。
它可以接收卫星发射的信号，并将其转化为电视、广播和互联网信号。
除了广泛应用于通信领域，电磁波的接收技术还在其他许多领域中发挥作用。
例如，天文学家通过接收无线电信号来研究星系和宇宙。
医疗器械中的X射线机和磁共振成像设备也利用了电磁波的接收技术。
三、电磁波技术的应用电磁波的发射与接收技术在各个领域都有广泛的应用。
《主题七 第五节 电磁波的发射和接收》教学设计教学反思
《电磁波的发射和接收》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 知识与技能：理解电磁波的产生原理，掌握电磁波的发射和接收过程，能够分析并诠释相关应用。
2. 过程与方法：通过实验操作和观察，培养学生的观察能力和分析能力。
3. 情感态度价值观：了解电磁波在摩登社会中的应用，认识科学技术对人类生活的影响，培养科学态度和环保认识。
二、教学重难点1. 教学重点：掌握电磁波的发射和接收原理，理解其在实际中的应用。
2. 教学难点：如何让学生直观理解电磁波的产生和传播过程。
三、教学准备1. 准备教学用具：电磁波发射和接收实验器械，多媒体课件。
2. 准备教材和参考书籍：相关教材、参考书籍及网络资源。
3. 安排教学时间：本课时为单班教学，时长90分钟。
4. 安排课后作业：要求学生预习下一节内容，并寻找生活中的电磁波应用实例。
四、教学过程：（一）导入1. 通过一个简单的视频：电磁波在我们的生活中无处不在，如手机通话、电视广播、微波炉等，引导同砚认识到电磁波的存在。
2. 介绍电磁波的观点，提出本次课程主题——电磁波的发射和接收。
（二）新课讲解1. 电磁波的发射（1）教师演示实验：应用无线电发射机发射电磁波的过程，让学生观察电磁波是如何产生的。
（2）讲解电磁波发射的原理，包括电磁振荡、天线发射等。
（3）介绍常见的电磁波发射设备，如无线电发射机、电视台发射台等。
2. 电磁波的传播（1）讲解电磁波的传播方式，包括空气中的自由传播、地波等。
（2）介绍电磁波在传播过程中的衰减现象。
3. 电磁波的接收（1）教师演示实验：应用无线电接收机接收电磁波的过程，让学生观察电磁波是如何被接收的。
（2）讲解无线电接收机的原理，包括天线、调谐器、解调器等。
（3）介绍常见的电磁波接收设备，如无线电接收机、电视台接收器等。
4. 讲解电磁波在生活中的应用，如无线电通信、电视广播、雷达测速等。
5. 教室互动：让学生讨论生活中还有哪些电磁波的应用实例，增强学生对电磁波的认知。
电磁波的发射和接收
1．了解无线电波的发射过程和调制的简单概念． 2．了解调谐和解调的概念及接收无线电波的基本原理． 3．了解电视、移动通信的基本原理．
一、无线电波的发射 1．发射无线电波的目的是传递信息，把信息加在载波上， 使 载波随信号 而变化，这种技术叫做 调制 ． 2．调制的两种方式是 调幅 和 调频 ． 调幅是让载波的 振幅 随信号变化． 调频是让载波的 频率 随信号变化．
一、无线电波的发射 技术上把波长大于 1 mm(频率低于 300 GHz)的电磁波称为无 线电波．按波长常把无线电波分为若干波段，各个波段有其不 同的主要用途． 载波：振荡器产生的高频交变电流，是用来携带声音、图 像等信息的，叫做载波．把要传递的信息加到载波上并发射出 去，信息就可以传到远方． 调制：把信息加到载波上，就是使载波随信号而改变，这 种技术叫做调制． 调制的两种方式：
【变式 1】 关于电磁波的发射与接收，下列说法中正确的是( )．
A．调频与调幅都是用高频载波发送信号，原理相同，无本质 区别 B．解调是将低频信号加载到高频电磁波上进行发射传送的过 程 C．手持移动电话与其他用户通话时，要靠较大的固定的无线 电台转送 D．在信号接收时，选择电波的过程叫做调谐
解析
三、电视 1．发射端： 摄像机 把图像信息转化为视频电流， 话筒 把声 音信号转化为音频电信号，两种信号同步调制到高频电磁波 中，通过发射天线发射出去． 2．接收端：接收机产生高频电流，通过 解调 分别得到音频信 号和视频信号，放大后输送到扬声器和显像管，转化成声音和 图像．
四、移动通信 1．每个移动电话机都是一个 电磁波发射机 ，同时又是一 个电磁波接收器 ． 2．两部移动电话通话时都要通过当地的 基站 和总机来传递信 号．
电磁波的发射传播和接收
不能以地波的形式
传播，又不能依靠
微波
电离层的反射以天
波的形式传播。
无线电波传播的多种方式
二、电磁波的传播
方式有三种： 天波、地波、空间波
请同学们阅读教材并理解各种方式的优点、
适合传播何种波。
地波
天波 空间
波
传播形式 沿地球表面空间
传播 靠大气中电离层
的反射传播
沿直线传播
适合的波段 长波、中波
、中短波
周围空间的电磁场很 弱，发射效果差
增大电容器极板间的距离，减少 极板间的面积，同时减少自感线 圈的匝数
在实际应用中，开放电路的下部分导线通 常接地。叫做地线，上部分导线尽可能分散 到高处，叫做天线。电磁波就是通过天线和 地线所组成的开放电路发射出去的。
一、无线电波的发射 1、发射无线电波的装置：
4.用途:红外摄影、红外遥感技术
四、可见光
能作用于人的眼睛并引起视觉的称为可见 光，如：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色光。
如何使我们需要的电磁波在接 收天线中激起的感应电流最强呢？
可 变 电 容
LC调谐电路
1.当接收电路的固 有频率跟接收到的电磁 波的频率相同时，接收 电路中产生的振荡电流 最强（这种现象叫做电 谐振）
2.对空间存在的各种频率的电磁波中选出所要 的电台的技术叫做调谐（选台），能够调谐的 接收电路叫做调谐电路。
短波
超短波和微 波
特点
衍射能力 较强
反射能力 较强
穿透能力 较强
三、无线电波的接收
我们生活 的空间布 满了强弱 不同的电 磁波,我 们又如何 选出自己 所需的无 线电波呢 ?
发射的无线电波如何被接收到呢？
电磁波在空间传播 时，如果遇到导体， 会使导体产生感应电 流，感应电流的频率 跟激起它的电磁波的 频率相同。因此利用 放在电磁波传播空间 中的导体，就可以接 收到电磁波了。
电磁波的发射和接收
2、电磁波有效发射的条件？ ① 振荡频率要足够高；
L
C
② 振荡电路的电场和磁场 尽可能分布到较大的空间。
３、开放电路
L
C
最后形成发射电磁波的天线。
４、调制： 在电磁波发射技术中， 使电磁波随各种信号而改变的技术
４、调制
调幅 调制
调频
４、调制
①
调幅
４、调制
②
调频
四、电磁波的发射和接收
调幅
调制
调频
天 线 ‥‥ 发 射
天 线 接 收
调谐 解调
知识拓展
问题讨论: 为什么不同波段的无线电电波采用 不同的传播方式?
长波
长波: 波长较长，容易产生衍射现象。 长波在地面传播时能绕过障碍物 （大山、高大建筑物……）
短波
长波容易被电离层吸收；
短波容易被电离层反射；
微波容易穿过电离层。
微波
微波:
电磁波的发射和接收
无线电波的传振荡分析：
L
C
知识链接2
麦克斯韦的电磁场理论: 变化的电场产生变化的磁场，变化的磁场又产 生变化的电场 ,‥ ‥ ‥这样就产生了电磁波。
E
E
E
B
如广播电台 电视台 声 声光
B
电 电
B
电磁波发射 电磁波发射
问题： 1、如何才能发出一定频率的电磁波？ 2、电磁波有效发射的条件？ 3、什么是调制 、调谐？ 4、你能画出电磁波发射接收的流程图吗？
频率很高； 直线传播。
《电磁波的发射和接收》 导学案
《电磁波的发射和接收》导学案一、学习目标1、了解电磁波的产生条件，知道电磁波是如何发射的。
2、理解调制的原理和方法，区分调幅和调频。
3、掌握电磁波的接收原理，了解调谐、解调的概念和作用。
4、认识电磁波在现代通信中的重要作用，激发对科学技术的兴趣。
二、知识回顾1、电磁振荡（1）振荡电路：由电感线圈和电容器组成的电路，最简单的振荡电路为 LC 振荡电路。
（2）电磁振荡的过程：电容器充电放电，线圈中电流变化，产生周期性变化的电场和磁场，电场能和磁场能相互转化。
（3）电磁振荡的周期和频率：＄T ＝ 2\pi\sqrt{LC}＄，＄f ＝＼frac{1}｛2\pi\sqrt{LC}｝＄。
2、麦克斯韦电磁场理论（1）变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。
（2）均匀变化的电场（磁场）产生稳定的磁场（电场），非均匀变化的电场（磁场）产生变化的磁场（电场）。
三、新课导入在现代社会中，我们的生活离不开各种通信设备，如手机、电视、广播等。
这些通信设备能够传递信息，靠的就是电磁波。
那么，电磁波是如何发射出去，又如何被接收的呢？这就是我们今天要学习的内容。
四、电磁波的发射1、要有效地发射电磁波，振荡电路必须满足两个条件：（1）要有足够高的振荡频率。
频率越高，发射电磁波的本领越大。
（2）振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间。
2、开放电路为了有效地把电磁场的能量辐射出去，需要将闭合电路变成开放电路。
常见的开放电路是由电感线圈和电容器组成的，其中电感线圈的一端用导线与大地相连，另一端高高地架在空中，电容器的两极板也分别通过导线与大地相连和高高地架在空中。
这样，电磁场就能够通过天线向四周空间辐射出去。
3、调制在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制。
调制分为调幅和调频两种。
（1）调幅（AM）：使高频振荡的振幅随信号的强弱而改变。
调幅广播中，声音信号的频率在 015 MHz 到 6 MHz 之间。
（2）调频（FM）：使高频振荡的频率随信号的强弱而改变。
电磁波的发射和接收 课件
四、移动通信
每个移动电话机都是一个电磁波发射器,它通过电磁波把你讲话的信 息发射到空中;同时也是一个电磁波接收器,在空中捕获电磁波,使你得到对 方讲话的信息,当然这个过程还要有固定的基站转接。
解调示意图
【例题 1】 认真观察下列各图,下列说法中正确的是( )
A.无线电台发射的是甲所示的波 B.无线电台发射的是乙所示的波 C.无线电台发射的是丙所示的波 D.无线电台发射的是丁所示的波
解析:认真观察四个图象,结合调制中的调幅波和调频波的特点,发射台 的电波即为调幅波和调频波。
答案:CD
探究二 电视、移动通信
【例题 2】 关于电视的接收原理,下列说法中正确的是( ) A.电视接收天线接收到的电磁波中包含有图像信号和伴音信号 B.电视接收天线接收到的电磁波经过处理被还原成图像,天线上并不 产生感应电流 C.电视接收机接收到电磁波,通过电子枪的扫描显示电视节目的图像 信号和伴音信号 D.电视接收机接收到的电磁波,经扬声器得到电视节目的伴音信号 解析:电视机接收到的电磁波是带有图像信号和伴音信号的高频电流, 故 A 项对,B 项错;图像信号和伴音信号必须经过处理才可经显像管和扬声 器得到图像和声音,故 C、D 项错。 答案:A
●问题导引●
两个人在同一地点用手机通话时,信号是直接相互传播的吗? 提示:不是,两个人在同一地点用手机通话时,信号也要通过附近的基站 传到总机,总机对信号处理后再传给基站发射出来,由另一手机接收,不过此要由摄像机将影像(包括伴音)的光、声音转变为电信号 ——视频电流。 (2)电视信号的发射 视频电流通过调制,加到高频载波上,然后通过天线把载有图像信号的 高频信号发射出去。在电视发射端,还同时发射伴音信号。 (3)电视信号的接收 在电视接收端,天线收到电磁波后产生感应电流,经过调谐、解调等处 理,将得到的图像信号送到显像管,还原成景物的像。
电磁波的发射和接收-ppt课件
1 技术上把波长大于1 mm(频率低于300 GHz)的电磁波称 做无线电波. 并按波长把无线电波分成长波、中波、中短波、 短波、微波等若干波段, 不同波段的无线电波的传播特点不 同. 如P82表1. 2 实际的开放电路是线圈的一端用导线与大地相连,叫地 线 , 另一端与高高地架在空中的天线相连组成巨大的开放电 路.
可知自感系数越大, 电
容越小,频率越大,A对 ; 增加线圈匝数会增大自感系数,C错 ; 辐射电磁波的本领和电压无关,B错 ; 采用开放电路可以提高 辐射电磁波的本领,D对 .
1 . 空中有许许多多的电磁波,采用什么方法才能接收到我们 所需要的电磁波? 提示：用一个LC接收电路,使LC回路的固有频率等于所要接 收的电磁波的频率,以使接收电路产生电谐振,即应用调谐电 路.如图.
1 . 为了使需要传递的信息（如声音、图像）载在电磁上发射 出去, 必须对振荡电流进行（ ）
A.调谐
B.放大
C.调制
D.检波
【解析】选C.声音、图象信号的频率比较低,不能直接发射
出 去 , 所以要将信号调制到高频的电磁波上去发射.
2.一台简单收音机的收音过程至少要经过哪两个过程（ ）
A．调幅和检波
D.检波就是从高频信号上“检”出所承载的低频信号
求解本题应把握以下两点： 1 电谐振的原理. 2 电磁波的接收过程.
【规范解答】选B、D.由于众多的电磁波都会在天线中产生 感应电流，所以我们需调节电路的固有频率，当电磁波的频 率与接收电路的固有频率相等时，发生电谐振，此频率的感 应电流最强．从接收到的高频电磁波中“取”出所承载的低 频电信号的过程就是检波.故选B、D.
调谐的作用:世界上有许许多多的无线电台、电视台及各种 无线电信号，如果不加选择全部接收下来，那必然是一片混 乱，分辨不清，因此接收信号时，首先要从各种电磁波中把 我们需要的选出来，通常叫选台，在无线电技术中利用电谐 振来达到这个目的.
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二 、无线电波的接收
3.检波：从接收到的高频振荡中“检”出所携 带的信号，叫做检波，它是调制的逆过程，因 此也叫解调。
无线电波发射和接受流程图
振荡电流
信号
调制
发射
无线电波的发射 无线电波的接收
输出
解调
调谐电路
相关概念解释
调制：使电磁波随各种信号而改变叫做调制。
调幅：使高频遮挡的振幅随信号而改变叫做调幅。
【例3】一个LC接收回路，若要从接收较高频 率的电磁波变到接收较低频率的电磁波，下列 调节正确的是 （ ABD ） A.增加谐振线圈的匝数 B.在线圈中插入铁芯 C.降低电源电压 D.把可变电容器的动片适当旋进些
【例10】某雷达工作时，发射电磁波的波长λ＝20
㎝，每秒脉冲数n＝5000，每个脉冲持续时间t＝
1.5109 Hz
电磁波在雷达发射两个相邻脉冲间隔时间内传播距离
s ct c(1 t) n
3108 ( 1 0.02106 ) 6104 m 5000
所以雷达的最大侦察距离
s' s 2 3104 m 30Km
发射端
为了传送声音、文字、图象等信号，首先要 把传递的信号转变成电信号。但这种电信号的 频率较低，不能直接发射出去，需要将这种低 频电信号加到高频振荡电流上发射出去。这种 要把传递的电信号（叫做调制信号）加到高频 振荡电路（叫做载波）上的过程叫做调制；进 行调制的装置叫做调制器。
常用的调制方式有调幅和调频两种：
象叫做电谐振）
二 、无线电波的接收
1.当接收电路的
固有频率跟接收到的
电磁波的频率相同时，
可 变
接收电路中产生的振
电
荡电流最强（这种现
容
象叫做电谐振）
2.使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐， 能够调谐的接收电路叫做调谐电路。
二 、无线电波的接收
问题:用调谐器接收到的感应电流是调制的高 频振荡电流，这样我们就可以感知信号了吗?
高频振荡电流 振荡电路
声音信号的调制过程：
调幅 (AM)：中波和短波波段； 调频 (FM)：微波（甚高频和 超高频波段）
二 、无线电波的接收
我处们在生电磁活 的波空传间播空布 满间了的强导体弱, 不磁会频应同波产率电,的生的流我同感电 们又如何
选出自己
所需的无
线电波呢?
二 、无线电波的接收
1.当接收电路的 固有频率跟接收到的 电磁波的频率相同时， 接收电路中产生的振 荡电流最强（这种现
调频：使高频振荡的频率随信号而改变叫做调频。 电谐振：当接收电路的固有频率跟接收道的电磁波的频 率相同时，接收电路中产生的振荡电路最强，这种现象 叫做电谐振。 调谐：使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐。 检波：从接受到的高频振荡中“检”出所携带的信号， 叫做检波。检波是调制的逆过程，因此也叫解调。
三.无线电波的波段分布（根据：波长/频率）
14.3《电磁波的 发射和接收》
一、无线电波的发射
1.要有效发射电磁波，振荡电路须具有如下特点： ⑴要有足够高的振荡频率。 ⑵振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空
间，这样才能有效地把能量辐射出去。
为了发射电磁波，需要改进振荡电路。一方面增大 电容器极板间距离、减少正对面积；另一方面减少线 圈的匝数，以减少自感。这样既提高了振荡频率又将 磁场和电场分散到较大空间。这种电路叫做开放电路。
1、调幅：高频电流或电压的振幅随信号改 变，这种调制叫做调幅，用AM表示。
2)调频：使高频电流或电压的频率随信号改变的 调制方式叫做调频。用FM表示。
一、无线电波的发射
声音信号
调 幅
使电磁波随 各种信号而
改变,叫做调 制
高频振荡电流
振荡电路
一、无线电波的发射
声音信号
调 频
使电磁波随 各种信号而
改变,叫做调 制
在实际应用中，开放电路的下部分导线通 常接地。叫做地线，上部分导线尽可能分散 到高处，叫做天线。电磁波就是通过天线和 地线所组成的开放电路发射出去的。
为了使开放电路中产生振荡 电流，常用如图所示的方法， 使振荡器的线圈L2靠近开放振 荡电路的线圈L1 。当振荡器 中产生振荡电流时，由于互感 作用，就可以在开放振荡电路 中产生相同频率的振荡电流， 这种方法叫做感应耦合。
0.02μs，问电磁波的振荡频率为多少？最大的侦察距
离是多少？
解析：根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时
间间隔，即可求得侦察距离，为此反射波必须在后一
个发射波发出前到达雷达接收器。可见，雷达的最大
侦察距离应等于电磁波在雷达发射两个相邻脉冲间隔
时间内传播距离的一半。
f
c
3.0 108 20 102
【例1】为了使需要传递的信号发射到远方，必
须对振荡电流进行 A．调制
（B.放A大
）
C.调谐
பைடு நூலகம்
D.检波
【例2】用一平行板电容器和一个线圈组成LC振 荡电路，要增大发射电磁波的波长，可采用的 做法是 （ BD ） A.增大电容器两极板间的距离 B.减小电容器两极板间的距离 C.减小电容器两极板正对面积 D.在电容器两极板间加入电介质