电磁环境和电磁波传播模型概述(PPT42张)
合集下载
电磁波及其传播_课件
电磁波及其传播
Hale Waihona Puke 什么是波（看一看：波的特征）
水和绳子传播的是凹凸相间的运动 状态，弹簧传播的是疏密相间的运 动状态——周期性变化
所有的波都是传播周期性变化 的运动状态
振幅A：波源偏离平衡位置的最大距 离
（单位：m） 波长λ：波在一个周期内传播的距离
（单位：m)
周期T：波源振动一次所需要的时间 （单位：s）
频率f：波源每秒振动的次数 （单位：Hz）
想一想：周期和频率的关系是什么？
周期T和频率f互为倒数关系，即f=1/T
电磁波能在真空中传播 （电磁波传播不需要介质） 金属容器能屏蔽电磁波
在城市的附近这个简单收音机很容易收到当地广播 电台信号，由于分辨率差，可能同时收到几个信号， 使得耳机中比较嘈杂。在远离广播电台的偏远地区， 由于灵敏度差，可能根本收不到信号，必须再增加 三极管放大电路。
Hale Waihona Puke 什么是波（看一看：波的特征）
水和绳子传播的是凹凸相间的运动 状态，弹簧传播的是疏密相间的运 动状态——周期性变化
所有的波都是传播周期性变化 的运动状态
振幅A：波源偏离平衡位置的最大距 离
（单位：m） 波长λ：波在一个周期内传播的距离
（单位：m)
周期T：波源振动一次所需要的时间 （单位：s）
频率f：波源每秒振动的次数 （单位：Hz）
想一想：周期和频率的关系是什么？
周期T和频率f互为倒数关系，即f=1/T
电磁波能在真空中传播 （电磁波传播不需要介质） 金属容器能屏蔽电磁波
在城市的附近这个简单收音机很容易收到当地广播 电台信号，由于分辨率差，可能同时收到几个信号， 使得耳机中比较嘈杂。在远离广播电台的偏远地区， 由于灵敏度差，可能根本收不到信号，必须再增加 三极管放大电路。
《电磁波的传播》课件
2
绿色环保
电磁波的研究将重点考虑减少对环境ห้องสมุดไป่ตู้健康的影响，提倡绿色和可持续的发展方 式。
3
量子技术创新
电磁波与量子技术相结合，可能带来新的量子通信和计算等颠覆性突破。
电磁波的安全与环保问题
1 人体健康
电磁波对人体健康有一定影响，需要进行合 理的使用和防护措施。
2 环境影响
电磁波污染对生态环境和生物多样性可能造 成一定影响，需要加强环保意识和监管。
电磁波的未来发展趋势和研究方向
1
智能技术应用
电磁波的应用将与人工智能、物联网和5G等技术相结合，创造新的领域和商机。
《电磁波的传播》PPT课 件
本PPT课件将介绍电磁波的定义、特点、传播方式、频谱和分类、应用领域、 传播性质和影响因素、安全与环保问题以及未来发展趋势和研究方向。
电磁波的定义和特点
• 电磁波是由电场和磁场交替变化所构成的一种波动现象。 • 电磁波具有无线传播、速度快、穿透性强等特点。 • 电磁波可以分为电磁辐射波和电磁非辐射波。
电磁波的应用领域
通信
电磁波在无线通信、卫星通信和光纤通信中起着 重要的作用。
能源
光伏技术利用太阳光的电磁辐射转化为电能。
医学
电磁波被用于医学成像技术如X射线摄影、MRI 和超声波检测。
科学研究
电磁波在物理、化学和生物学等领域的实验和研 究中得到广泛应用。
电磁波的传播性质和影响因素
• 电磁波的传播性质与波长、频率、媒质等因素密切相关。 • 传播距离、传播速度、传播损耗和传播方向等也会影响电磁波的传播。 • 环境因素如大气条件和物体阻挡也会对电磁波的传播产生影响。
电磁波的传播方式
1. 电磁波可以通过空气、水、固体等媒质传播。 2. 电磁波的传播方式包括直线传播、反射、折射和散射。 3. 电磁波也可以通过导线传输，如无线电和光纤通信。
电磁波的传播特性ppt
人工电磁波
人类通过各种电子设备和 仪器也可以产生电磁波， 如无线电广播、电视、雷 达等。
电磁波的分类
无线电波
无线电波是波长较长的电磁波，可以 传播较远的距离，常用于广播、电视、 无线通信等领域。
01
紫外线
紫外线是波长较短的电磁波，具有较 高的能量，常用于杀菌、荧光等领域。
05
02
微波
微波是波长较短的电磁波，具有较高 的频率和能量，常用于卫星通信、雷 达、微波炉等领域。
03
红Байду номын сангаас线
红外线是波长介于可见光和微波之间 的电磁波，具有热效应，常用于红外 遥感、热成像等领域。
04
可见光
可见光是波长在一定范围内的电磁波， 是我们眼睛能够直接观察到的光线， 常用于照明、显示等领域。
电磁波的传播速度
光速
电磁波在真空中的传播速度是光速， 约为每秒30万公里。
介质中的传播速度
电磁波在不同介质中的传播速度会有 所不同，取决于介质的性质和电磁波 的频率。
特性有重要影响。
电磁波在介质中传播时 ，会因为吸收、散射和 多次反射等原因产生能
量衰减和波形变化。
04 电磁波的应用
无线通信
无线通信利用电磁波传递信息， 实现远距离通信。
无线通信技术包括移动通信、卫 星通信、无线局域网等，广泛应 用于人们的日常生活和工作中。
无线通信技术的发展，使得人们 可以随时随地地进行语音、数据
散射传播在大气中广泛存在，如无线电信号在城市中的衰减和雷达波在大气中的 传播等。
03 电磁波的传播介质
真空
01
电磁波在真空中的传播速度最快，不受任何介质的影响，约为 光速。
02
电磁波的基本概念ppt课件.pptx
目录
01 什么是电磁波 02 电磁波的性质 03 电磁波在广播电视中的应用
1.什么是电磁波
电磁波是电磁场的一种运动形态 变化的电场会产生磁场，变化的磁场则会产生电场
2.电磁波的性质
➢低频传输
电磁波频率低时，主要借由有形的导电体才能传递。原因是在低频的电振荡中， 磁电之间的相互变化比较缓慢，其能量几乎全部返回原电路而没有能量辐射出去；
播能力。波长越长其衰减也越少，也越容易绕过障碍物继续传播。
地波，
天波， 空间波。。。。。
(长波和中波） （短波） （超短波和微波）
--雷达、导航、卫星等
2.电磁波的性质
➢电磁波的传输方向
电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直。
2.电磁波的性质
➢电磁波的传输速度
电磁波的速度等于光速c（3×10^8m/s）。
率f，速度c 三者之间的关系:c=λf • 利用电磁波携带信号进行远距离传输，在广播电视、通信等
领域应用非常普及。
谢谢
2.电磁波的性质
➢电磁波的频谱
3.电磁波在广播电视中的应用
电视信号是是从哪里来的?
.电磁波在广播电视中的应用
➢电视的发射与接收
3.电磁波在广播电视中的应用
广播电视就是利用电 磁波来进行传播的。
人们先将声音信号和 图象的光信号转变为 电信号，然后将这两 种信号一起由高频振 荡的电磁波带着向周 围空间传播
电视接收机接收到这 些电磁波后又将其中 的电信号还原成声音 信号和光信号，从而 显示出电视的画面和 喇叭里的声音。
声音信号 图像信号
小结
• 变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波。 • 电磁波既可以在电缆中低频传输，也可以在无线空间自由传。波长λ、频
01 什么是电磁波 02 电磁波的性质 03 电磁波在广播电视中的应用
1.什么是电磁波
电磁波是电磁场的一种运动形态 变化的电场会产生磁场，变化的磁场则会产生电场
2.电磁波的性质
➢低频传输
电磁波频率低时，主要借由有形的导电体才能传递。原因是在低频的电振荡中， 磁电之间的相互变化比较缓慢，其能量几乎全部返回原电路而没有能量辐射出去；
播能力。波长越长其衰减也越少，也越容易绕过障碍物继续传播。
地波，
天波， 空间波。。。。。
(长波和中波） （短波） （超短波和微波）
--雷达、导航、卫星等
2.电磁波的性质
➢电磁波的传输方向
电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直。
2.电磁波的性质
➢电磁波的传输速度
电磁波的速度等于光速c（3×10^8m/s）。
率f，速度c 三者之间的关系:c=λf • 利用电磁波携带信号进行远距离传输，在广播电视、通信等
领域应用非常普及。
谢谢
2.电磁波的性质
➢电磁波的频谱
3.电磁波在广播电视中的应用
电视信号是是从哪里来的?
.电磁波在广播电视中的应用
➢电视的发射与接收
3.电磁波在广播电视中的应用
广播电视就是利用电 磁波来进行传播的。
人们先将声音信号和 图象的光信号转变为 电信号，然后将这两 种信号一起由高频振 荡的电磁波带着向周 围空间传播
电视接收机接收到这 些电磁波后又将其中 的电信号还原成声音 信号和光信号，从而 显示出电视的画面和 喇叭里的声音。
声音信号 图像信号
小结
• 变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波。 • 电磁波既可以在电缆中低频传输，也可以在无线空间自由传。波长λ、频
电磁波及其传播ppt1 苏科版优质课件优质课件
➢波速(m/s)：波的传播速度。用v表示。
v＝ λ T
v＝λf
• 下表是常见的电台频率和波长表
f/MHz λ/m
CCTV4
77.25 3.88
YZ 交广网 103.5
2.9
CCTV2
176.2 1.7
CCTV1 216.2
中央 广播电台
258.4
1.39
1.16
• 上述表格你能发现什么规律？ • 写出f与λ之间的数量关系。
根据麦克斯韦建立的电磁场理论，光波 属于电磁波。
电磁波谱
按波长连续排列的一系列电磁波。
透视
取暖器发出
电视机接收 微波炉发射
原子弹爆炸发射
收音机接收 消毒柜发出
电磁波的应用——微波炉
微波频率：2450MHz 优点：烹饪速度快、无
油烟、食品养分 损失少、清洁。
原理：当微波照射到食物上时，食物中的水分 会以相同的频率振动。振动中，分子与 分子互相摩擦，产生很多内能。
水波
绳波
水波和绳波凹凸相间，向外传播
共同特征 ➢ 都是在传播周期性变化的运动形态
波的基本特征
A
➢振幅(m)：波源偏离平衡位置的最大距离。用A表示。 反映波源振动的强弱。
➢周期(s)：波源振动一次所需的时间。用T表示。 ➢频率(Hz)：波源每秒内振动的次数。用f表示。
f
1 T
➢波长(m)：波在一个周期T内传播的距离。用λ表示。
3，你从收音机里听到什么？这是为什么？
1、了解电磁波
➢变化的电流能产生电磁波
➢ 电磁波的特征 1，看不见，摸不着 2，可以传递信息 3，可以传递能量 ➢ 1864年英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波 的存在，1888年德国物理学家赫兹首次用实验 验证电磁波的存在。
电磁波 ppt课件
导体中有方向、大 通过电磁波向外传播
小变化很快的电流 ppt课件
19
• 电磁波在空间是向各个方向传播的.
• 电磁波的传播速度等于光速,空气中和在真空中 近似.
• 不同频率（或不同波长）的电磁波的传播速度都 相同，所以频率较大的电磁波，波长较短.
• 声波、水波是必须要有传播介质的，电磁波的传 播却不需要别的媒介可以在真空中传播，这是电 磁波与声波重大区别之一.
c ＝λ × f 电磁波的频率f单位是：赫兹Hz，同时还有千 赫kHz和兆赫MHz
电磁波可在真空或其它一些介质中传播。
光就是一种电磁波 ！
ppt课件
22
电磁波的传播
[例题]：某调频立体声广播的频率是 97.4MHz,求它的波长是多少？
解：∵ C=λ•f
∴ λ=C/f=(3.0*108 m/s)/
(97.4=3*1.0086mHz) 答：该电磁波的波长是3.08m。
ppt课件
23
四、无线电波的划分及应用
波 段波 长
频率
主要用途
长 波 3×104～3×103m 10～102kHz
超远程通信
中 波 3×103～2×102m 中短波 2×102～50m 短 波 50～10m 微 波 10～10-3m
102～1.5×103kHz
1.5×103～6×103kHz
无线电广播 电报
ppt课件
10
隐形飞机的外形类似蝙蝠形，它通过将其雷
达“显示特征”降低到如同大鸟一样，从而
逃避常规雷达的跟踪。
ppt课件
11
ppt课件
12
电磁波与我们的生活
通信卫星
• 通信卫星已经渗透 到现代生活的各个 领域。
电磁环境和电磁波传播模型概述(PPT 42页)
5.2.不规则地形修正因子
丘陵地修正因子 孤立山岳的修正因子 斜坡地形的修正因子 水陆混合地形修正因子
（1）丘陵地修正因子
32
丘陵地：连绵、起伏高度有限
33
丘陵地修正因子Kh 、微小修正因子Khf
参数：△h：自MS向发射BTS方向延伸10km范围内，地形起伏的90%与10%处的高度 差。
在城市，奥村模型描述为以下的Hata公式： Lp = 69.55 + 26.16 lg f - 13.82 lg hb - a(hm) +(44.9 - 6.55 lg hb) lg d 式中，Lp对应路径损耗；f 代表载波频率；hb代表基站的等效高度；hm代表终端的
等效高度；d代表基站与终端之间的距离；a(hm) 是与终端有关的修正因子，当终端 的等效高度为1.5 m时a(hm) 被忽略。
Okumura等人的模型基于经验数据，这些数据源于在各种不规则地形和环境 分布下进行的详细的传播测试。这些结果以统计方法进行分析并合成为图表。 在城区准光滑地形下可以得到中值场强的基本预测结果。在开阔地带或郊区 都有可供使用的修正因子。其他的一些修正因子包括起伏的丘陵地貌，孤立 的山峰，混合的陆地海面路径，街道走向，一般的斜坡地貌等等，这使得最 终的预测结果接近于实际环境中的场强值。
常用的 几种室 外电波 传播损 耗预测
模型
5.1Okumura模型
okumura模型是okumura等人根据在日本大量测试数据统计出的以曲线表示的 传播模型。该模型是预测城区信号时使用最广泛的模型。它以准平坦地形大 城市市区的中值场强或路径损耗为参考，对其他传播环境和地形条件等因素 分别以校正因子的形式进行修正。
5.1Okumura模型
【8】电磁环境与传播途径 PPT课件
频谱分配
17
频谱分配
18
3.4 静电 静电的形成 如图所示，绕原子A的原子核旋 转的电子，在外力的作用下， 离开原来的原子A而侵入其他的 原子B。A原子因缺少电子数而 呈带正电现象，称为阳离子，B 原子因增加电子数而呈带负电 现象，称为阴离子。当外力持 续作用时，阳离子和阴离子的 分布会变得越来越不均匀，对 外将表现为带电现象。
14
频谱管理
全世界分为三个区域：一区包括欧洲、非洲和原 苏联的亚洲部分、小亚细亚和阿拉伯半岛；二区 包括北美洲和南美洲含夏威夷；三区包括澳大利 亚和亚洲（俄罗斯的亚洲部分除外）。 国际电信联盟（ITU）规定了各个频段的用途。 各个国家根据国际电信公约和国际无线电规则设 立国家级的频谱管理机构，为本国分配和管理电 磁频谱。在我国则由全国无线电管理委员会负责 频谱的分配、协调和管理。
4
自然辐射
自然辐射干扰源的种类非常多，主要有电子噪声、大地 表面磁场、大地磁层、大地表面的电场、大地内部的电 场、大气中的电流电场、闪电和雷暴的电场、太阳无线 电辐射和银河系无线电辐射等。 电子噪声主要来自设备内部的元器件，是决定接收机噪 声系数的重要因素。常见的电子噪声源包括热噪声、散 粒噪声、l/f噪声和天线噪声等。热噪声具有极宽的频谱， 能量随温度而变化，温度越低，噪声越小。
注：l/f噪声：功率谱与振动数f的倒数成比例，背景
能量的涌动。
5
在地球表面存在着地磁场，它是一种自然场。 在海拔高度500km处存在着大气电离层。 宇宙噪声主要来自太阳辐射和银河系无线电辐射。 太阳辐射可分为热辐射和非热辐射两类，热辐射 频谱从十几兆赫到30GHz，在太阳黑子剧烈活动 期的辐射强度比静止期大60dB。 银河系无线电辐射频率在150MHz～200MHz频段 内。因此宇宙噪声在20MHz～500MHz频率范围 内影响相当明显。 由太阳飞出的带电粒子引起磁场的改变就是地球 上的磁暴。