无线电波的发射和接收 电视和雷达
无线电波的发射与接收
第一章无线电波的发射与接收我们在物理学的学习中知道，通有交流电的导线，会在它周围产生变化的磁场，变化的磁场又能在它周围引起变化的电场，而变化的电场还将在它周围更远的空间引起变化的磁场。
这种不断交替变化，由近及远传播的电磁场就叫电磁波。
无线电技术中使用的电磁波叫无线电波。
无线电广播、电视广播都是利用无线电波进行传播信号的。
现代通讯离不开无线电波。
本章将介绍无线电波的波长、频率、波段划分，以及它的发射与接收。
第一节无线电波的波长、频率与波段划分一、无线电波波段的划分表1-1无线电波波段的划分理论和实验都可以证明，无线电波在真空中的传播速度跟实验测得的光速相等，即C=3.0×108m/s无线电波在一个振荡周期T内传播的距离叫做波长。
波长、频率和无线电波传播速度c的关系为λ=c/f式中：λ一无线电波的波长，单位m ；c一无线电波的传播速度，单位m/s;f一无线电波的频率，单位HZ无线电波的波长从不到一毫米到几十千米（频率范围由几十千赫到几十万兆赫）。
通常根据波长〔频率）把无线电波划分成几个波段，如表1-1所示。
二、无线电波的传播无线电波是横波，即电场和磁场的方向都跟波的传播方向垂直。
在无线电波中各处的电场强度和磁感应强度的方向也总是互相垂直的，如图1-1所示。
不同波长的电磁波，传播特性不相同；其传播方式大致可分为地波、天波和空间波三种形式。
(一）地波沿地球表面空间向外传播的无线电波叫地波，如图1-2(a)所示。
波具有衍射特性，当无线电波的波长大于或相当于山坡、建筑物等障碍物的尺寸时，它可以绕过障碍物继续向前传播。
地球是导体，地波沿地面传播时，地球表面因电磁感应而产生感应电流，因此要消耗能量，并且能量损耗随频率升高而增大。
考虑到能量损失，只有中、长波才利用地波方式传播。
由于地波传播稳定可靠，在超远程无线电通讯和导航等方面多采用中长波。
图1-1无线电波传播示意图(二)天波依靠电离层的反射作用传播的无线电波叫做天波，如图1-2(b〕所示。
高中物理人教版2019选修第二册无线电波的发射和接收
必备知识
自我检测
1.正误判断。
(1)只要是电磁波信号,都可以直接用LC电路进行发射。(
)
解析:如果LC电路是闭合的,它不能向外发射电磁波,因为发射电磁
波需要把振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间中,才能有
效地把能量传播出去。
答案:×
(2)调节电容器的电容就可以使接收的信号增强。(
)
答案:√
必备知识
自我检测
2.探究讨论。
(1)电磁波接收时,首先应该把我们需要的电磁波从诸多电磁波中选
择出来,这个过程叫作选台,旋转调谐旋钮的目的是什么?
答案:旋转调谐旋钮的目的就是使接收电路中激起的感应电流最大。
(2)电视发射塔建在高处的主要原因是什么?
答案:建在高处的原因可以避开建筑物,使信号直接接收,避免来回
圈匝数、向外抽或抽出铁芯的办法,要减小C可采取增大极板间距、
减小极板正对面积、减小介电常数的办法。
答案:B
探究一
探究二
探究三
随堂检测
变式训练1(多选)要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领,应该采取
的措施有(
)
A.增加电容器极板间距
B.使振荡电容器的正对面积足够小
C.往线圈中插入铁芯
D.增加电路中的电容和电感
此电流输送给LC电路,在电路中各电台信号激起的电流均存在,但
只有频率与调谐电路频率相等的电磁波对应的电流最强,然后再通
过解调处理输入后面电路,故A正确,B、C、D均错误。
答案:A
探究一
探究二
探究三
随堂检测
1.(多选)关于电磁波的发射与接收,下列说法正确的是(
)
A.发射的LC电路是开放的
雷达定位的方法有几种原理
雷达定位的方法有几种原理雷达定位是一种利用无线电波进行远程目标探测和定位的技术。
雷达的原理基于电磁波的传播、散射和回波接收，通过测量时间和电磁波的相位差来推算距离和方位。
雷达定位的主要原理可以分为以下几种：1. 距离测量（Time of Flight）原理：雷达发射无线电波，当波束与目标相交时，无线电波将被目标散射并返回雷达，雷达接收到返回的信号后，根据信号的往返时间和速度的规定，计算出目标与雷达之间的距离。
这种原理常用于测量目标的距离、速度和距离。
2. 多普勒效应原理：雷达定位中，目标不仅会回波，还会由于目标的移动而引起回波信号的频率变化。
利用多普勒效应，雷达可以推断目标相对于雷达的速度和方向。
多普勒雷达广泛应用于航空、海洋、气象等领域。
3. 雷达天线发射/接收方向的调制变化原理：雷达的天线会发射一个或多个窄束的无线电波，并在某一特定方向接收回波。
通过对雷达天线的设计及控制，可以改变雷达波束的发射和接收方向，实现对目标方位的测量。
例如相控阵雷达利用电子束的扫描来确定目标的方位。
4. 信号处理原理：雷达回波信号经过接收后需要进行信号处理，以消除干扰和增强目标信号，从而实现对目标的定位。
信号处理算法包括功率谱分析、匹配滤波、自适应滤波等技术，能够有效提高雷达的探测灵敏度和定位精度。
5. 同向性原理：雷达系统的天线具有一定的方向特性，能够将无线电波放大并聚焦在特定方向上。
通过控制雷达天线的方向性，可以实现对目标的定向探测和定位。
这种原理常见于雷达的定向型天线设计。
6. 散射原理：雷达发射的无线电波在遇到目标时会发生散射，散射信号在回波中包含着目标的信息。
雷达通过分析目标散射回波的特性，如反射系数、散射截面等参数，来判断目标的性质和位置。
7. 信号相位差原理：雷达发射无线电波，当波束与目标相交时会引起相位差，即波前到达的相对时间差。
雷达利用这种相位差来确定目标与雷达之间的方位角。
相位差原理常应用于方位测量，如航空雷达中的扫描雷达。
雷达的工作原理
雷达的工作原理雷达是一种利用电磁波进行探测和测量的仪器。
它可以通过发射电磁波并依据波的反射情况来确定目标的位置、速度和其他相关信息。
雷达在军事、气象、导航等领域都有着广泛的应用。
雷达的工作原理基于电磁波的特性。
电磁波是由电场和磁场组成的，通过空间传播，具有一定的速度和频率。
雷达通常使用的是无线电波或者微波作为探测介质。
无线电波是一种电磁波，可以在空气中传播，并且可以被大气中一些物质（如云、水滴等）反射、散射或者吸收。
雷达由三个主要部分组成：发射机、接收机和显示设备。
发射机负责发射电磁波，接收机负责接收反射的波，并将其转化为有用的信息，显示设备则用于显示结果。
当雷达开始工作时，发射机会产生一束电磁波并将其发射出去。
这束电磁波会朝着预定方向传播，直到遇到目标或者被地物等障碍物反射回来。
当反射波回到雷达时，接收机会接收到这些波，并将其转换成电信号。
在雷达中，发射和接收都是由一个共同的天线完成的。
天线既可以用来发射电磁波，也可以用来接收反射回来的波。
雷达系统中的天线通常由一个或多个指向性的发射和接收元件组成，以便能够在特定的方向上进行探测。
接收到的反射波经过放大和处理后，可以提供目标的位置、速度、大小等相关信息。
雷达通过测量从发射到接收的时间来确定目标的距离。
速度可以通过测量反射波的频率变化来确定，而目标的大小和形状可以根据反射波的幅度和形态来推断。
雷达的探测范围受到波的频率、功率和天线的特性等多种因素的影响。
通常来说，更高频率的波具有更高的分辨率，但也更容易被地物散射吸收，限制了其探测范围。
同时，雷达的探测范围还受到天线高度、大气传播条件和目标表面反射能力等因素的影响。
雷达技术的不断发展使其在军事、气象、导航、交通等领域得到了广泛应用。
例如，在军事领域，雷达被用于目标探测、导航、火控等方面。
在气象领域，雷达可以用于检测降水、探测风暴等。
在导航和交通控制中，雷达可以用于飞行器和船只的导航和交通管制。
总之，雷达是一种利用电磁波进行探测和测量的仪器。
4.3 无线电波的发射和接收-高二物理(人教版2019选择性必修第二册)
第四章：电磁振荡与电磁波4.3：无线电波的发射和接收一：知识精讲归纳考点一、无线电波的发射1．要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有的两个特点：(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，因此采用开放电路．2．实际应用中的开放电路，线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫作地线；线圈的另一端与高高地架在空中的天线相连．3．电磁波的调制：在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术．调制分为调幅和调频．(1)调幅(AM)：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变的调制方法．(2)调频(FM)：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变的调制方法．考点二、无线电波的接收1．接收原理：电磁波在传播时如果遇到导体，会使导体中产生感应电流，空中的导体可以用来接收电磁波，这个导体就是接收天线．2．电谐振：当接收电路的固有频率跟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，这种现象叫作电谐振，相当于机械振动中的共振．(1)调谐：使接收电路产生电谐振的过程．(2)解调：把声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程．调幅波的解调也叫检波．考点三、电视广播的发射和接收1．电视广播信号是一种无线电信号，实际传播中需要通过载波将信号调制成高频信号再进行传播．2．高频电视信号的三种传播方式：地面无线电传输、有线网络传输以及卫星传输．3．电视信号的接收：电视机接收到的高频电磁波信号经过解调将得到的信号转变为图像信号和伴音信号．技巧一：有效发射电磁波的条件要有效地向外发射电磁波，振荡电路必须具有的两个特点：(1)要有足够高的振荡频率．频率越高，振荡电路发射电磁波的本领越大，如果是低频信号，要用高频信号运载才能将其更有效地发射出去．(2)采用开放电路．采用开放电路可以使振荡电路的电磁场分散到尽可能大的空间，如图2.图22．调制(1)概念：把要传递的信号“加”到高频等幅振荡电流上，使载波随各种信号而改变.(2)调制的分类①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变的调制技术，如图3所示．图3②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变的调制技术，如图4所示．二：考点题型归纳题型一：电磁波的发射和接收1．（2023秋·江西上饶·高二统考期末）无线电波可以用于广播及其他信号的传输。
简述雷达工作原理
简述雷达工作原理
雷达是一种利用无线电波来探测目标物体的装置。
雷达的工作原理主要包括发射、接收和信号处理三个步骤。
首先，雷达系统会发射一束无线电波，这些波被称为脉冲。
这些脉冲被发射到空中，并按照一定的频率和功率进行发送。
发射的电波会沿着一定的方向传播并遇到目标物体。
当脉冲遇到目标物体时，一部分的能量会被目标物体反射回来。
这些反射回来的信号通过接收器接收。
接收器是一个专门设计的装置，它能够检测并测量接收到的信号的强度和时间。
接收到的信号经过放大和滤波后，被送到信号处理系统中进行处理。
信号处理系统会分析接收到的信号的特征，比如信号的强度、频率和相位等。
根据这些特征，可以推测出目标物体的位置、速度、方向和其他属性。
最后，雷达系统将处理后的信号转化为可视化的图像或数据，以便用户观察和分析。
这些数据可以用来确定目标物体的位置、形状、运动轨迹等信息。
总结来说，雷达的工作原理是通过发射无线电波并接收反射回来的信号，然后对信号进行处理和分析，从而实现目标物体的探测和识别。
雷达探测原理
雷达探测原理
雷达探测原理是通过发射一束电磁波（通常为无线电波），然后接收其反射后返回的信号来确定目标的位置、速度和其他属性。
雷达系统由发射机、接收机和信号处理器组成。
工作时，雷达首先利用发射机产生一束电磁波，并通过天线将其发射出去。
这束电磁波被称为脉冲信号，其频率和持续时间取决于雷达系统的设计。
一旦脉冲信号遇到目标物体，一部分能量将被反射回雷达系统。
这些反射信号被接收机接收，并通过信号处理器进行分析和处理。
信号处理器会计算出反射信号的时间延迟，即目标物体与雷达系统之间的距离。
它还会分析信号的频率和幅度变化，以确定目标的速度和其他特征。
基本原理是利用电磁波的特性，根据电磁波传播的速度恒定不变，通过测量反射信号的时间延迟，可以计算目标与雷达的距离。
同时，由于目标物体对电磁波的反射和散射特性与其形状、材料和表面粗糙度等有关，通过分析反射信号的频率和幅度变化，可以获取目标的特征信息。
雷达探测原理被广泛应用于气象预报、航空航天、军事防卫、交通监控等领域。
其高精度的测距和测速能力使其成为一种重要的探测工具。
雷达的工作原理简述及应用
雷达的工作原理简述及应用简介雷达（Radar）是一种利用电磁波进行探测和测距的无线电设备。
它通过发射无线电波并接收其反射信号来探测、跟踪和识别目标。
雷达技术广泛应用于航空航天、军事、气象、海洋、地质勘探等领域。
本文将简要介绍雷达的工作原理及其应用。
工作原理雷达的工作原理可以概括为以下几个步骤：1.发射：雷达首先发射一束无线电波（通常是微波），这个无线电波称为“脉冲”。
脉冲一般由雷达发射器产生并通过天线发射出去。
2.接收：当脉冲遇到目标物时，它会被目标物表面反射，并返回到雷达的接收器。
3.处理：雷达接收器会对接收到的信号进行处理，通过测量信号的时间延迟和频率变化等信息，确定目标物的距离、速度和方向。
4.显示：最后，雷达系统将处理后的数据显示在显示屏上，提供给操作人员做进一步的分析和决策。
雷达的应用军事应用雷达技术在军事领域有着广泛的应用。
它可以用于敌我识别、目标追踪、导航和导弹防御等方面。
以下是雷达在军事应用中的几个常见的应用领域：•空中监视：雷达可以通过监视空中目标来提供空中情报，从而实现空中监视和控制。
这对于防空系统以及军事航空活动非常重要。
•海上监视：雷达可以用于监测海上目标，包括敌方舰艇、潜艇和航空器等。
通过监视海上目标，雷达可以帮助军方实现海上安全和边界防御。
•地面监视：雷达可以监视地面目标，包括敌方部队和车辆等。
通过对地面目标的有效监视，雷达可以提供战场态势和战场感知。
气象应用气象雷达是一种非常重要的天气监测设备，它可以探测到大气中的降水、风暴和其他天气情况。
以下是雷达在气象应用中的几个常见的应用领域：•降水监测：雷达可以检测到大气中的降水情况，包括雨水、雪和冰雹等。
通过对降水的监测，气象雷达可以帮助气象部门及时预警和预测降水情况，提供准确的降水信息。
•风暴监测：雷达可以探测到风暴的形成和演变，包括雷暴、龙卷风和风暴前沿等。
通过对风暴的监测，气象雷达可以提供风暴的路径和强度信息，有助于预警和预测。
雷达的知识点总结
雷达的知识点总结一、雷达的工作原理雷达的工作原理是利用发射器发射一定频率的无线电波，当这些电波遇到目标物时，一部分电波被目标物所反射，接收器捕捉这些被反射的电波，并通过信号处理，确定目标物的距离、方向和速度信息。
雷达工作的基本原理包括发射、接收和信号处理三个步骤。
1. 发射：雷达发射器产生并发射一定频率的无线电波，这些电波称为RCS（雷达交会截面）。
2. 接收：当RCS遇到目标物时，一部分电波被目标物所反射，接收器接收并捕捉这些被反射的电波。
3. 信号处理：接收到的被反射的电波通过信号处理系统进行处理，根据信号的时间延迟、频率偏移和振幅变化等信息，确定目标物的距离、方向和速度。
二、雷达的分类根据不同的工作原理和应用领域，雷达可以分为不同的分类。
1. 按工作频率分类：雷达可以根据工作频率的不同分为X波段雷达、K波段雷达、S波段雷达等，不同频率的雷达适用于不同的应用领域。
2. 按工作方式分类：雷达可以根据工作方式的不同分为连续波雷达和脉冲雷达，连续波雷达适用于测距，脉冲雷达适用于测速和目标分辨。
3. 按应用领域分类：雷达可以根据应用领域的不同分为军用雷达、民用雷达、航空雷达、舰船雷达等。
三、雷达的应用领域雷达技术在军事、民用航空、舰船航行、天气预报和科学研究等领域都有重要的应用价值。
1. 军事领域：雷达在军事领域具有重要的作用，可以用于目标探测、追踪和导航，对于战争中的空中防御和攻击具有重要的战术意义。
2. 民用航空：雷达在民用航空领域用于飞行导航、空中交通管制和飞行安全监测，对于航空运输的安全与效率具有重要的作用。
3. 舰船航行：雷达在舰船航行中用于目标探测、导航和防御，对于海上安全和航行效率起到关键的作用。
4. 天气预报：气象雷达用于对大气中的降水、风暴和气旋等气象现象进行探测和监测，对于天气预报和自然灾害预警具有重要的作用。
5. 科学研究：雷达技术也被广泛应用于科学研究领域，例如地球科学领域的地形测绘和地壳运动监测等。
无线电基本原理ppt课件
核磁共振 微波肿瘤疗法
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接收机
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无线电波的接收
无线电波的发射
信号的处理
射电望远镜
家电 天文 电磁炉
业余无线电
X射线探空
通信 微波炉
遥控
电视 超视距雷达
北斗导航 广播 手机 雷达
GPS
医疗 汽车测速
核磁共振 微波肿瘤疗法
振荡电流的产生-LC振荡电路
如何将振荡电流转化为无线电波
最简单的信息：0和1
莫尔斯码 ASCII码
声音的本质
◦ 使人产生听觉的振动
如何表示声音
◦ 声压
声音的特征
◦ 响度 音调 音色
如何把声音信号变为电信号
us=Usmsin(ωst+φs) uc=Ucmsin(ωct+φc) uam=(us+C)*uc
无线电波是指在自由空间（包括空气和真空）传播 的一定频率的电磁波，频率范围为3KHz~300GHz。
无线电技术是通过无线电波传播信号的技术。
u(t) = A sin (ωt+φ)
射电望远镜
家电 天文 电磁炉
业余无线电
X射线探空
通信 微波炉
遥控
电视 超视距雷达
北斗导航 广播 手机 雷达
GPS
医疗 汽车测速
天线尺寸：1kHz电磁波-波长3*10^5米 多路复用
像素 RGB颜色 逐行发送
LC回路的选频特性
反函数 “矿石收音机”源自天线大、声音小 “串台”为了解决矿石收音机存在的问题，工程师采用了什 么手段？
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⑶调制 把要传递的信号附加到高频等幅振荡电流上的 过程叫调制。
进行调制的装置叫做调制器。 耍传递的电信号叫做调制信号。 调制分调幅和调频两种方式。
二、了解无线电波的发射
A、调幅：
使高频振荡电流的振幅随调制信号而改变叫做调幅. 调幅广播(AM)一般使用中波和短波波段。
二、了解无线电波的发射
B、调频： 使高频振荡电流的频率随调制信号而改变叫做调频。 调频广播(FM)和电视广播都采用调频的方法来调制， 通常使用微波中的甚高频(VHF)和超高频(UHF)波段。
回来的时间来确定目标的距离，并结合微波的方向
和仰角来确定目标的位置的。
例一、某防空雷达发射的电磁波频率为ｆ＝3×103MHZ， 屏幕上尖形波显示，从发射到接受经历时间Δt＝0.4ms， ６０ 那么被监视的目标到雷达的距离为______km 。该雷达发 出的电磁波的波长为______m ０ .１ 。 例二、LC振荡电路中电感线圈的L＝16μ H，电容器的C＝ 144pF，这电路的固有频率f=
３、电磁波的波速等于光速，实际上，光就是特定频率范围内的电磁波。
４、电磁波的波长、频率、波速三者之间的关系是：λ ＝C/f。 （此式为真空中传播的电磁波各物理量之间的关系式） ５、场是能量贮存的场所，电磁波贮存电磁能。 ６、赫兹用实验证明了电磁波的存在，还测定了电磁波的波 长和频率，得到了电磁波的传播速度。
电视接收机的天线接收到电磁波后， 将视频信号与音频信号分开。视频信号 通过显像管中的电子枪发射的受视频信 号控制的电子束对荧光屏的扫描，将视 频信号即电视信号转换为图像。音频信 号通过扬声器转换成声音。
四、了解电视和雷达
1、电视：
电视信号及其伴音的发送与接收示意图
四、了解电视和雷达
1、电视： 2、雷达： 雷达是利用无线电波中的微波能直线传播，且 能被物体反射的特点，通过测定微波从发射到反射
检波是调制的逆过程，因 此也叫解调。
Hale Waihona Puke 三、了解无线电波的接收3、检波（解调） 从接收到的高频振荡 电流中“检”出所携带的 调制信号过程，叫做检波。 检波是调制的逆过程， 因此也叫解调。
四、了解电视和雷达
1、电视： 在电视发射端，摄像镜头将被摄物体的像成 在摄像管的屏上。电子枪发出的电子束按一定规律偏 转，对屏上的图像进行逐行扫描（如下图）。通过光 电转换器件把一幅图像按照各个部分的明暗情况，逐 点地变为强弱不同的电流，完成光电转换，就形成图 像信号；声音通过话筒后变成音频信号。图像信号和 音频信号通过发射机的天线发射出去。
三、了解无线电波的接收
1、电谐振： 当接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 ，这种现象叫电谐振。 2、调谐 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。 3、检波（解调）
从接收到的高频振荡电流 中“检”出所携带的调制信号 过程，叫做检波。
二、了解无线电波的发射
1、无线电波 ⑴无线电技术中使用的电磁波叫无线电波。 ⑵无线电波的波长从几毫米到几十千米不等。 根据波长（或频率）又可以把无线电波分成 长波、中波、中短波、短波和微波等几个波段。 ⑶无线电波的传播方式： 地波、天波、空间波
二、了解无线电波的发射
开放电路 1、无线电波 2、无线电波的发射 ⑴有效地发射电磁波的条件： ⑴频率足够高 （单位时间内辐射出的能量Ｐ∝f 4） ⑵形成开放电路 （把电场和磁场分散到尽可能大的空间里去） ⑵发射无线电波的目的： 传递信息（信号）
3.3×106
Hz 向外辐射
的电磁波的波长λ ＝________m ． 0.9 例三、 一台收音机，把它的调谐电路中的可变电容器的动片 从完全旋入到完全旋出，仍然收不到某一较高频率的电台信号。 要想收到该电台信号，应该 （增大还是减小）电感 减小 线圈的匝数。
§14.2 无线电波的发射和接收 电视和雷达 一、了解电磁波的特点 二、了解无线电波的发射 三、了解无线电波的接收 四、了解电视和雷达
目 的 要 求
一、了解电磁波的特点
１、电磁波的传播不需要介质，但可以在介质中传播。 ２、电磁波是横波。Ｅ与Ｂ的方向彼此垂直，而且都跟波的传播方向垂 直，因此电磁波是横波。电磁波的传播不需要靠别的物质作介质，在真 空中也能传播。