无线电传播方式
无线电信号的传播原理
无线电信号的传播原理无线电波是指在空间中传播的电磁波，具有特定的频率和波长。
无线电信号的传播原理是电磁波的传播原理，要了解其原理，首先需要了解电磁波的基本特性。
一、电磁波的基本特性1.频率和波长无线电波具有特定的频率和波长，频率和波长是电磁波两个基本参数中的关系。
频率越高，波长越短，能量越强。
例如，如果有两个无线电波，一个频率为1MHz，一个频率为2MHz，那么2MHz的无线电波的波长是1MHz的无线电波的一半。
2.传播速度无线电波是在真空中传播的，其传播速度为光速，即约为300,000 km/s。
3.极化电磁波的方向和振动方向之间的关系称为极化。
无线电波可以是水平、垂直或圆极化。
不同极化方式的无线电波在传播过程中受到的衰减程度也不同。
二、无线电信号的传播方式无线电波的传播可以分为三种主要的传播方式：地面波、天波和空间波。
1.地面波地面波是指沿着大地表面传播的电磁波。
地面波的传播距离一般不超过数百千米，其主要特点是传输距离较短，适用于在负责的局域内通信。
2.天波天波是指折射在电离层上方的电磁波。
由于电离层具有反射和折射的特性，天波可以传播数千千米，其主要特点是传输距离较远，适用于远距离通信。
3.空间波空间波是指由天线向空间发射的电磁波，其传播距离与地球曲率半径成正比，可以传播数百到数千千米。
空间波传输主要分为直射和反射两种方式，具体的传播方式取决于天线的高度和环境的情况。
三、无线电信号的传播影响因素无线电信号的传播受到各种因素的影响，主要包括：1.频率无线电波传播的频率越高，传输距离越短，对障碍物的穿透能力越差。
2.反射和衰减无线电波在传播过程中会遇到障碍物并遭到反射、折射和散射，这些因素会改变信号的传播方向和功率，导致信号衰减。
3.天气状况天气的变化会对无线电波的传播产生影响。
例如，电离层的变化会影响天波信号的传播，大气条件的变化会影响空间波信号的传播。
4.传输距离传输距离对无线电波的传播也有很大的影响。
无线电传播的基本方式
无线电传播的基本方式电波传播是研究由辐射源所辐射的无线电波通过自然条件下的媒质到达接收天线的传播特性和规律。
电波传播的基本方式有以下几种：一、表面波传播地面上的天线沿地面辐射的电波，沿地面向远处传播。
表面波传播又称为地表面波传播、地波传播，主要用于超长波，长波，中波和短波波段。
表面波其辐射电波只要是沿着地表传播，随着传播距离的增大，电波强度逐渐减弱。
由于水平极化的表面波衰减较大，因此表面波的主要极化形式是垂直极化。
地表的电参数与形状是影响地波传播的主要因素。
地波在向前传播的过程中有部分能量传入地下，随着传播距离的增大，电波将逐渐减弱，这里除了因扩散引起的自然衰减外，还有大地的吸收衰减，大地的吸收衰减跟大地的电参数和电波的波长有关。
地波传播过程中存在波前倾斜的现象，在接收垂直单极天线发射的地波时，为了有效地接收各场分量，应采用相适应的天线极化形式。
在地面上适宜用垂直极化天线，地下适宜采用埋地天线，水下适宜采用漂浮的水平极化天线。
大地的电导率越大，电磁波波长越长，地波传播的衰减就越小。
同时，因为大地是一种稳定的媒质，不受气候，地磁，太阳辐射等因素影响，所以地波传播是非常稳定的。
电磁波的频率越低，传播损耗越小，短波频段利用地波进行近距离通信的频率约为1.6MHz~5MHz。
地波的衰减随频率的升高而增大，所以即使用1000W的发射机，地波传播距离也仅为100KM左右，所以这种传播形式不宜用作无线电广播或者远距离通信。
此外，传播距离还和传播路径上的媒质的电参数密切相关，沿海面传播的距离远远超过沿陆地传播的距离。
二、视距传播发射天线和接收天线限于在互相“看得见”的视距内的直射线传播称为视距传播。
地面通信，卫星通信以及雷达都是这种传播形式。
视距传播又称为直线波传播，主要用于超短波和微波波段的电波传播。
视距传播主要指在超短波和微波波段，收发天线远离地面处于相互能“看得见”的距离内，电波直接从发射天线传播到接收处的一种传播形式。
无线电波的发射传播接收
1. 增加电源两端的电压 2. 将线圈中的铁芯取走 3. 增大调谐电路中线圈的匝数 4. 减少调谐电路中线圈的匝数
答案：BD
有波长分别为290m、397m、 566m的无线电波同时传向收音机的 接收天线，当把收音机的调谐频率调 到756kHz时。
1. 哪种波长的无线电波在收音机 中产生的电流最强？
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(天线和地线组成)，就可以接收到 电磁波了。
03 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？
04 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）
1. 减小振荡电路中的电容 2. 增加振荡时的电压 3. 增加电容器充电的电荷量 4. 用开放电路，不用闭合电
路
答案：AD
二．关于无线电波的发射过程，下列说法正确的是： 1. 必须对信号进行调制； 2. 必须对信号进行电谐振； 3. 必须把信号加在高频电流上； 4. D必须使用开放电路
ACD
无线电接收机中调谐电路的可变 电容器动片，从完全旋入到完全 旋出都不能接收到某一较高频率 电台送出的信号，要接收到电信 号，应：
在信息技术高速发展的今天，电磁波对我们 来说越来越重要，例如，广播、电视要利用 电磁波，无线电通信要利用电磁波，航空、 航天中的自动控制和通信联系都要利用电磁 波……那么，学习了前面几节的电磁学内容， 我们知道了电磁波是怎样产生的、它的性质。 那么怎样利用它来传递各种信号？
3.4无线电波的发射、传播和接收
2. 如果想接收到波长为290m的无 线电波，应把调谐电路中可变 电容器的动片旋进些还是旋出 些？
无线电基础知识
无线电基础知识无线电技术是利用无线电波在空间传播的特性进行信息传输的一种通信方式。
它在现代通信、广播、导航、遥感等领域有着广泛的应用。
无线电基础知识包括无线电波的产生、传播、接收以及相关的设备和原理。
无线电波是一种电磁波，它由变化的电场和磁场组成，能够在真空和物质中传播。
无线电波的频率范围很广，从几赫兹到数百千兆赫兹不等。
根据波长的不同，无线电波可以分为长波、中波、短波、超短波和微波等。
无线电波的产生主要依靠振荡器，如LC振荡器、晶体振荡器等。
振荡器通过特定的电路设计，使得电子在电路中周期性地流动，从而产生电磁波。
这些电磁波随后通过天线发射到空间中。
无线电波的传播方式主要有以下几种：1. 地波传播：无线电波沿着地球表面传播，适用于长波和中波的传播。
2. 天波传播：无线电波通过电离层的反射，实现远距离传播，适用于短波和部分超短波。
3. 视距传播：无线电波在视线范围内直线传播，适用于微波和部分超短波。
4. 散射传播：无线电波在遇到障碍物时发生散射，可以绕过障碍物传播。
无线电波的接收则需要使用接收天线捕获这些波，然后通过调谐器选择特定频率的信号，再经过放大器放大，最后由解调器将信号转换为声音、图像或其他形式的信息。
在无线电通信中，调制是将信息信号转换为适合在无线电波上传输的形式的过程。
常见的调制方式有调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）。
调幅是改变无线电波的幅度来传输信息，调频是改变无线电波的频率，而调相则是改变无线电波的相位。
为了实现有效的无线电通信，需要有一套完整的无线电设备，包括发射机、接收机、天线、调制解调器等。
发射机负责将信息信号调制到无线电波上并发射出去，接收机则负责接收无线电波并解调出信息信号。
无线电技术的发展极大地促进了信息的快速传输和交流，它在军事、航空、航海、气象、广播、电视、移动通信等领域都有着不可替代的作用。
随着科技的进步，无线电技术也在不断地发展和完善，为人类社会的进步做出了重要贡献。
电子工程中的无线电信号传输技术
电子工程中的无线电信号传输技术随着时代的发展和科技的进步，电子工程领域中的无线电信号传输技术已经成为了不可或缺的一部分。
无线电信号传输技术被广泛应用于手机通讯、电视广播、卫星导航和无人机等领域，在人们的生活和产业中都发挥着重要的作用。
本文将从无线电信号传输技术的基本原理、无线电信号的传播方式、无线电信号的调制技术、无线电信号的解调技术、无线电信号的编码技术等几个方面一一阐述。
一、无线电信号传输技术的基本原理无线电信号传输技术是利用无线电波进行信息传输的一种技术。
在实际应用中，无线电通信系统主要由发射器、接收器和天线三部分组成。
发射器通过产生高频电信号，使它通过天线辐射出去，形成一定的电磁波信号。
接收器通过天线接收到这些电磁波信号，将其转换为电信号，并通过解调和解码等技术将所需要的信息取出并恢复出来。
二、无线电信号的传播方式无线电信号的传播方式主要由地面传播、天波传播和空间波传播三种方式组成。
地面传播主要是指当电磁波在距离较近的平地上传播时，其波的功率主要是通过大气对地面的反射和散射来传输的。
天波传播是指电磁波以大气为介质，利用大气层的特性，从地球表面向大气层以上的区域传输电磁波信号。
空间波传播是指电磁波在真空中传播，无需任何介质，它是目前无线电通信系统使用最广泛的一种信号传输方式。
三、无线电信号的调制技术调制技术是指利用一定的波形来表达信号信息的技术。
根据信号信息和要传输的信号波形不同，调制技术也有多种不同的方式，如简单的调幅、调频、调相、直接数字调制等。
其中调幅是最为基础的一种调制技术，它是通过调整载波的幅度来实现信号信息的传输，而调频和调相则是通过调整载波的频率和相位来实现信号传输的。
四、无线电信号的解调技术解调技术是指将调制后的信号还原为原始信号的技术。
在解调技术中，主要包括同步解调、相干解调、非相干解调、数字解调等多种方式。
其中同步解调和相干解调是常见的一种解调技术，它们都是通过使接收器和发射器具有相同的频率和相位，从而将调制后的信号还原。
无线电通信用的什么原理
无线电通信用的什么原理无线电通信的原理是利用无线电波来传输信息。
无线电波是一种特殊的电磁波，能够在空间中传播。
无线电通信利用这种电磁波，通过调制和解调的方式将信息从发送方传输到接收方。
无线电通信的原理可以分为三个主要部分：发送器、信道和接收器。
发送器负责将要传输的信息转换成适合无线电传输的信号，然后通过天线将信号转化为无线电波并发射出去。
信道是指无线电波在空间中传播的路径，它可能经过空气、水等介质，还可能受到反射、绕射、衍射等现象的影响。
接收器则负责接收到的无线电波进行解调，将其转换为原始的信息信号。
在发送器中，最常用的调制方式是振幅调制(AM)和频率调制(FM)。
振幅调制是通过调整信号的振幅来改变无线电波的特性，从而将信息编码到波形中。
而频率调制则是通过调整信号的频率来改变波形，并将信息编码到其中。
在数字通信中，还有更高级的调制方式，如相位调制(PSK)和四进制相移键控(QPSK)等。
在信道中，无线电波会受到多种干扰的影响。
随着传播距离的增加，无线电信号会逐渐衰减，因此需要使用功率放大器来增强信号强度。
此外，信号还可能会受到多径效应的影响，即信号经过多个路径传播，到达接收器时会叠加在一起，并导致信号畸变。
为了降低这种影响，可以使用天线的定向性来选择特定的路径，或者使用自适应均衡器来抵消多径效应。
在接收器中，主要的任务是将接收到的无线电波进行解调，还原出原始的信息信号。
解调的方式与调制方式相反，通过检测信号的振幅、频率或相位来还原信息。
接收器中还需要对信号进行放大和滤波，以增强信号强度并去除噪声。
为了提高接收性能，还可以使用自动增益控制(AGC)和频率同步等技术，以确保信号质量和稳定性。
总之，无线电通信利用无线电波的特性来传输信息。
通过调制和解调的方式，将信息编码到波形中，然后通过发送器发射出去。
无线电波在信道中传播，可能受到干扰和衰减的影响。
接收器负责接收信号并进行解调，将其转换为原始的信息信号。
无线电波的传播方式
无线电波的传播方式一、无线电波的传播方式无线电波以每秒三十万公里的速度离开发射天线后，是经过不同的传播路径到达接收点的。
人们根据这些各具特点的传播方式，把无线电波归纳为四种主要类型。
1）地波，这是沿地球表面传播的无线电波。
2）天波，也即电离层波。
地球大气层的高层存在着“电离层”。
无线电波进入电离层时其方向会发生改变，出现“折射”。
因为电离层折射效应的积累，电波的入射方向会连续改变，最终会“拐”回地面，电离层如同一面镜子会反射无线电波。
我们把这种经电离层反射而折回地面的无线电波称为“天波”。
3）空间波，由发射天线直接到达接收点的电波，被称为直射波。
有一部分电波是通过地面或其他障碍物反射到达接收点的，被称为反射波。
直射波和反射波合称为空间波。
4）散射波，当大气层或电离层出现不均匀团块时，无线电波有可能被这些不均匀媒质向四面八方反射，使一部分能量到达接收点，这就是散射波。
在业余无线电通信中，运用最多的是“天波”传播方式，这是短波远距离通信向必要条件。
空间波和散射波的运用多见于超高频通信，而地波传播“般只用于低波段和近距离通信。
二、电离层与天波传播1．电离层概况在业余无线电中，短波波段的远距离通信占据着极重要的位置。
短波段信号的传播主要依靠的是天波，所以我们必需对电离层有所了解。
地球表面被厚厚的大气层包围着。
大气层的底层部分是“对流层”，其高度在极区约为九公里，在赤道约为十六公里。
在这里，气温除局部外总是随高度上升而下降。
人们常见的电闪雷鸣、阴晴雨雪都发生在对流层，但这些气象现象一般只对直射波传播有影响。
在离地面约10到50公里的大气层是“同温层”。
它对电波传播基本上没有影响。
离地面约50到400公里高空的空气很少流动。
在太阳紫外线强烈照射下，气体分子中的电子挣脱了原子的束缚，形成了自由电子和离子，即电离层。
由于气体分子本身重量的不同以及受到紫外线不同强度的照射，电离层形成了四个具有不同电子密度和厚度的分层，每个分层的密度都是中间大两边小。
无线电波传播方式与各频段的利用
无线电波传播方式与各频段的利用无线电通信是利用电磁波在空间传送信息的通信方式。
电磁波由发射天线向外辐射出去，天线就是波源。
电磁波中的电磁场随着时间而变化，从而把辐射的能量传播至远方。
无线电波共有以下七种传播方式（附图为无线电波传播方式示意图）。
（1）波导方式当电磁波频率为30kHz以下（波长为10km以上）时，大地犹如导体，而电离层的下层由于折射率为虚数，电磁波也不能进入，因此电磁波被限制在电离层的下层与地球表面之间的空间内传输，称为波导传波方式；（2）地波方式沿地球表面传播的无线电波称为地波（或地表波），这种传播方式比较稳定，受天气影响小；（3）天波方式射向天空经电离层折射后又折返回地面（还可经地面再反射回到天空）的无线电波称为天波，天波可以传播到几千公里之外的地面，也可以在地球表面和电离层之间多次反射，即可以实现多跳传播。
（4）空间波方式主要指直射波和反射波。
电波在空间按直线传播，称为直射波。
当电波传播过程中遇到两种不同介质的光滑界面时，还会像光一样发生镜面反射，称为反射波。
（5）绕射方式由于地球表面是个弯曲的球面，因此电波传播距离受到地球曲率的限制，但无线电波也能同光的绕射传播现象一样，形成视距以外的传播。
（6）对流层散射方式地球大气层中的对流层，因其物理特性的不规则性或不连续性，会对无线电波起到散射作用。
利用对流层散射作用进行无线电波的传播称为对流层散射方式。
（7）视距传播指点到点或地球到卫星之间的电波传播。
附表给出了从甚低频（VLF）至极高频（EHF）频段的电波传播方式、传播距离、可用带宽以及可能形成的干扰情况。
序频段名号称 4 5 甚低频（VLF）低频频段范围 3-30kHz 传播可用干扰传播距离方式带宽量波导数千公里利用极有宽扩世界范围长距离无线限展电导航 30-300kHz 地波数千公里很有宽扩长距离无线电民航战（LF） 6 7 天波限展略通信中频地波宽扩中等距离点到点广播300-3000kHz 几千公里适中（MF）天波展和水上移动高频（HF） 3-30MHz 天波几千公里宽有限长和短距离点到点全的球广播，移动空间波对短和中距离点到点移甚高频几百公里有限8 30-300MHz 流层很宽动，LAN声音和视频广（VHF）以内的散射播个人通信绕射空间波对短和中距离点到点移特高频流层100公里有限9 300-3000MHz 很宽动，LAN声音和视频广（UHF）散射以内的播个人通信卫星通信绕射祝距超高频（SHF）短和中距离点到点移通常30公里左动LAN声音和视频广视距很宽是有右播移动/个人通信卫限的星通信 10 3-30GHz 通常短和中距离点到点移极高频 11 30-3000GHz 视距 20公里很宽是有动，LAN个人通信卫星（EHF）限的通信在确定无线电系统实际通信距离、覆盖范围和无线电干扰影响范围时，无线电传播损耗是一个关键参数。
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当 2H1H2 时 , d 9
sin 2H1H2 2H1H2 ,
d
d
E1
60Pr D d
则得到 维建斯基反射公式：
E(mV
/
m)
2.18
(m)d 2(km)
H1(m)H 2 (m)
Pr (kW )D
140
V3.0
120
V1.0
H3.0
100
V0.3
80
60
V0.1
40
20
0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
/ (°)
(b)
海水的反射系数
水平极化波反射系数的模在低投射角约为1， 相角几乎可以被看作180°常量。
|| / ( )°
1
0.8 H3.0
0.6
0.4
V3.0
| E / E1 | | E / E1 |
2 1.8
1.6 1.4
1.2 1 0.8
0.6
0.4
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
d / 104 m
(a)
1.8 1.6
1.4 1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
200
400
600
800 1000
H2 / m
(b)
垂直极化波在海平面的干涉效应（εr=80，σ=4）
第11章 视距传播
视距传播：收发天线在视线距离内，电波直接从 发射点传到接收点的传播方式。
视距传播可分为三类： 地—地：中继通信、广播电视、移动通信 地—空：地面-飞机、地面-卫星 空—空：飞机间、宇宙飞行器间
地面及对流层大气对视距传播有一定的影响。
11.1 地面对视距传播的影响
1. 光滑平面地条件下视距传播场强的计算
假设发射天线A的高度为H1， 接收点B的高度为H2。
直接波的传播路径为r1， 地面反射波的传播路径为r2、A
E2 E1 垂 直 极 化
r1
B
E1 E2
水 平 极化
与地面之间的投射角为Δ。 H1
r2
H2
收、发两点间的距离为d。
, ,
d
A′
r1 A
H1
r2
d
E2 E1
B
垂 直 极化
E1 E2
水 平 极化
海水和陆地的反射系数
|| / ( )°
（图中V代表垂直极化，H代表水平极化）。
H3.0 H1.0 1
H0.3 H0.1 GHz
0.8
0.6
V0.1
V0.3
ห้องสมุดไป่ตู้
0.4
V1.0
0.2
V3.0
0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 / (°) (a)
H0.3 GHz
200
180
160
对于水平极化波来讲，实际地面的反射比较接 近于理想导电地，特别是在波长较长或投射角较小 的区域近似程度更高。因此在估计地面反射的影响 时，可粗略地将实际地面等效为理想导电地。
对于垂直极化波情况就比较复杂。垂直极化 波反射系数的模存在着一个最小值，对应此值的 投射角称为布鲁斯特角（Brewster），记作ΔB； 在ΔB两侧，反射系数的相角180°突变。尽管垂直 极化波的反射系数随投射角的变化起伏较大，但 在很低投射角时，仍然可以将其视为-1。
d
(H2 H1)2 d 2 (H2 H1)2 d 2
(11―1―2)
根据二项式定理：
1 x 1 1 x 1 x2 13 x3 135 x4 (1 x 1) 2 24 246 2468
（取前2项）
r1
d
1
1 2
H2
d
H1
2
r2
d
1
1 2
H2
d
H1
2
一般可表示为
e j
对于水平极化波
sin
sin
(r j60 ) cos2 (r j60 ) cos2
(11―1―3a)
对于垂直极化波
V
( r ( r
j60 )sin j60 )sin
(r j60 ) cos2 (r j60 ) cos2
(11―1―3b)
kr 2 2H1H2 d
2 2 100 100 17
0.05 50000
所以接收点处的E/E1=0，此时接收点无信号。 若欲使接收点场强为最大值，可以调整接收天线高 度，使得接收点处地面反射波与直接波同相叠加， 接收天线高度最小的调整应使得φ= −16π。
若令 kr 2 2H1H2 d
得：
r
r2
r1
2H1H 2 d
接收点B场强应为直接波与地面反射波的叠加。
设沿r1路径在接收点B处产生的场强振幅为E1， 沿r2路径在接收点B处产生的场强振幅为E2，
则B处的总场强为
E E1 E2 E1(1 e ) jk (r2 r1) (11―1―1)
Γ为地面的反射系数，它与电波的投射角Δ、电 波的极化和波长以及地面的电参数有关。
H2
, ,
A′
r1
d 2 (H2 H1)2 d
1 H2 H1 2 d
r2
d 2 (H2 H1)2 d
1
H
2
H1
2
d
r1 A
H1
r2
d
E2 E1
B
垂 直 极化
E1 E2
水 平 极化
H2
, ,
A′
r2-r1为两条路径之间的路程差，它可以表示为
r r2 r1 2H1H2
0.2
0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
/ (°)
200 180 160 140 120 100 80 60 40 20
0 0
H3.0
V3.0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 / (°)
(a)
(b)
干土的反射系数
当Δ很小时，将 r 2H1H2 代入下式
d
E E1 E2 E1(1 e ) jk (r2 r1)
合成场可以做如下简化：
E E1 E2 E1 1 e jk r2 r1
E1
2
sin
kr 2
E1
2
s
in
2H1H 2 d
(11―1―4)
因此，波的干涉与天线的架高、电波波长及 传播距离有关。
下图是以|E/E1|为纵坐标计算得到的垂直极化波 在海平面上的干涉效应。
(11―1―5)
【例】 某通信线路，工作波长λ=0.05m，通信距离 d＝50km,发射天线架高H1=100m。若选接收天线架 高H2=100m，在地面可视为光滑平面地的条件下， 接收点的E/E1=？今欲使接收点场强为最大值，调整 后的接收天线高度是多少（应使调整范围最小）？ 解 地面反射波与直接波之间的相位差为
2 2 100 H2 16
0.05 50000
可以解出H2=93.75m，接收天线高度可以降低6.25m。
2. 地面上的有效反射区
反射波的主要空间通道是以A′和B为焦点的第 一菲涅尔椭球体，而这个椭球体与地平面相交的区 域为一个椭圆，该区域内对反射波具有重要意义。