天线发展简史
射电望远镜
典型项目
上海佘山65m口径可转动射电天文望远镜
2012年3月，65米口径可转动射电天文望远镜工程在上海佘山脚下紧张施工，这将是亚洲最大的该类型射电 望远镜，总体性能在国际上处于第四位。据介绍，这台望远镜属于中国科学院和上海市政府重大合作项目，已于 2012年10月28日在沪启动。
对单天线射电望远镜来说，天线的直径越大分辨率越高。但是天线的直径难于作得很大，单天线的最大直径 500米 。对射电干涉仪来说，两个天线的最大间距越大分辨率越高。另外，在天线的直径或者两天线的间距一定 时，接收的无线电波长越短分辨率越高。拥有高灵敏度。高分辨率的射电望远镜，才能让我们在射电波段"看"到 更远，更清晰的宇宙天体。
特点优势
射电望远镜与光学望远镜不同，它既没有高高竖起的望远镜镜筒，也没有物镜，目镜，它由天线和接收系统 两大部分组成。
巨大的天线是射电望远镜最显著的标志，它的种类很多，有抛物面天线，球面天线，半波偶极子天线，螺旋 天线等。最常用的是抛物面天线。天线对射电望远镜来说，就好比是它的眼睛，它的作用相当于光学望远镜中的 物镜。它要把微弱的宇宙无线电信号收集起来，然后通过一根特制的管子（波导）把收集到的信号传送到接收机 中去放大。接收系统的工作原理和普通收音机差不多，但它具有极高的灵敏度和稳定性。接收系统将信号放大， 从噪音中分离出有用的信号，并传给后端的计算机记录下来。记录的结果为许多弯曲的曲线，天文学家分析这些 曲线，得到天体送来的各种宇宙信息。
性能参数
据了解，这台65米的射电望远镜是中国科学院和上海市人民政府于2008年10月底联合立项的重大合作项目。 其接收范围覆盖8个波段，总体性能列全球第四。
美国GPS发展简史
据美国防务新闻网的报道，今年5月美国将发射新的GPS IIF卫星，将有效缓解GPS 卫星不足的问题。
与此同时新一代GPS III卫星研制也获得巨大进展，该卫星彻底实现了军码和民码的分离，为屏蔽民码大开方便之门，这意味着那些利用GPS民码制导的武器将可直接被掐断定位信号。
美国早期的卫星定位耗时太长，只能是给核潜艇定位用用。
长期以来，判别敌我位置就是各国军队迫切渴求的能力。
在古代即使是绘制粗糙的地图也是将领们的无价之宝，到了近代出现了绘制等高线经纬度的高精度地图，随着1957年苏联Sputnik-1人造卫星发射成功，人类的眼光又投向了天际。
1958年，美国海军开始研制子午仪卫星定位系统，1960年开始发射卫星并于1964年正式投入使用。
尽管这个为核潜艇开发的定位系统具有诸多弊端，如无法确定高度信息，定位时间长，无法连续导航，无法提供高度信息，难于修正电离层延迟误差等，但对比传统定位方式已经是一场革命了。
美国海军对此不足提出了Timation计划，试验了星载原子钟，Timation计划为海军舰艇尤其是核潜艇提供低动态的2维定位服务；同期美国空军提出了621B计划，使用伪随机码为基础的测距原理，621B计划为空军提供高动态3维服务。
1973年美国国防部将海空军的方案合二为一，建立国防导航卫星系统(DNSS)，这是现有GPS正式的源头。
此后不久，DNSS改名为Navstar，即授时和测距导航卫星或者说是全球定位系统(Navigation Signal Timing and Ranging/Global Positioning System)，后来简称GPS。
但是授时功能始终是GPS的核心功能之一，这也是从CDMA通信到电力系统都大量采用GPS的重要原因。
由中国生产的民用GPS接收机，这些都受到SA技术的限制。
GPS的测试阶段最初的GPS计划将24颗卫星分置于夹角120°的三个轨道面上，每个轨道面上8颗卫星，这样的轨道设置保证地球上任一点能观测到6~9颗卫星，从而实现足够的定位精度。
通信发展史_数字通信
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数据通信的特点
1.通信对象的范围广 在电报、电话通信中，涉及的是人与人之间的 通信；而数据通信除了人与人之间的通信之外 ，更主要的是人通过终端与计算机之间的通信 或者是计算机与计算机之间的通信。
由终端主机间通信发展为对等通信，再到客户服务器之间通 信（包括浏览器与Web服务器之间的通信）
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一些热点通信领域
传统领域
传统电信业务 AM无线电 FM立体声 TV 短波(全球)无线电
当代飞速发展的领域
计算机通信
多媒体通信 Internet技术
光纤传输 卫星系统 蜂窝移动电话 扩频
个人通信系统(PCS)
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计算机通信革命带来的变化
数据处理设备与数据通信设备之间不再有 本质区别 数据通信、话音通信和视频通信之间也无 本质区别 数据通信与计算机通信难以区分 局域网、城域网和广域网之间日趋模糊
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通信革命的演进与走势
由集团通信朝个人通信发展
移动通信的出现与逐渐普及
计算机通信网由专用网走向公用网再发展为互联网
1999年 国际卫星组织发射电视直播卫星、应用于高 速信息公路。
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卫星通信
卫星通信是指利用人造地球卫星作为中 继站转发无线电信号，在两个或多个地 面站之间进行的通信过程或方式。卫星 通信属于宇宙无线电通信的一种形式， 工作在微波频段。卫星通信是现代通信返回
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5.4.1 卫星通信概述
现代通信中广泛应用的是有源静止卫星（即同步卫星 ）。 静止卫星被发射到位于赤道上空35 800 km 附近的圆形 轨道上，其运动方向与地球自转方向一致，绕地球一 周的时间恰好为24小时 ，与地球自转周期相同。以静 止卫星作为中继站所组成的通信系统，称为静止卫星 通信系统或同步卫星通信精品系文档统。
1、网络基础知识-GSM移动通信基础简介
FDMA • TDMA • CDMA • SDMA；
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
多址接入技术
频分多址FDMA：
频率
Frequency Division Multiple Access
业务信道在不同频段分配给不同用户
FDMA
时间
➢FDMA信道每次只能传递一路电话：
✓在分配成语音信道后，基站和移动台就会同时地连续不断地发射。
AMPS TACS NMT 其它
DAMPS
模数
拟字
技技 术术
语 音
GSM 业
务
CDMA IS95
数 GPRS
据 业 务
CDMA1X
宽 WCDMA
带
业 CDMA 务 2000
TDSCDMA
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
第一代系统简介
接入技术： ➢频分多址技术FDMA;
业务： ➢仅能提供9.6kbit／s通信带宽;
内容提纲
➢移动通信发展简史 ➢移动通信原理 ➢GSM系统组成
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
移动通信组网－大区制
第一代模拟移动通信网一般采用大区制 主要特点： ➢基站天线很高：几十米至几百米； ➢基站发射功率大：50~200W； ➢覆盖半径：30~50公里； ➢网络结构简单、成本低； ➢容量小，一般用户几十至几百个； ➢一般用于专网； ➢频率相对丰富，在此区域内，使用信道组 {f1、f2、f3.....fn}。
– 保持与手机同步 – GMSK 调制 – 射频信号处理 – 分集接收 – 无线接口定时 – 侦测手机接入请求 – 无线链路加密/解密 – 信道编码、解码和交织 – 跳频 – 向BSC传送测量数据
【最新】移动通信基本原理
移动通信技术的发展历程
• 第一代移动通信系统
– 采用频分多址（FDMA），模拟系统
• 代表系统：美国的AMPS、欧洲的TACS
– 主要缺点
• 频谱利用率低
采用FDMA所致
• 业务种类有限
采用模拟方式所致
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第1章 无线电波传播基本理论 第2章 移动通信的发展简史 第3章 CDMA的特点及基本原理 第4章 CDMA频段的划分 第5章 CDMA网络基本架构 第6章 编号计划 第7章 常用名称解释
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无线信号的传输的简单模型
• 信源（发射机）－－信道－－信宿（接收 机）
• 空中接口的信道是开放的，很容易引入干 扰。
随着全球第三代移动通信系统的开 通运营，移动通信新时代正在来临并蓬 勃发展，本课程介绍移动通信基本原理。
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学习完此课程，您将会：
– 移动通信的组成、特点、 分类及工作方式
– 移动通信信道的电波传输
– CDMA技术标准的发展、 CDMA2000的发展趋势等
– 第三代移动通信的新技术、 业务及其特征,等
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菲涅耳区
• 菲涅耳区一个直接环绕在可见视距传播路径周围 的椭球区域，其半径会因信号传播路径长度和信号频 率的不同而有所变化。
• 当发射机和接收机处于视距时，可以建立直达的 传播路径。如果路径中有凸出障碍物进入了菲涅 耳区，尽管其高度不足以阻挡信号的传播，但无 线电波的衍射仍会使部分信号偏转，致使其到达 接收机的时间略晚于直达信号。由于这些绕射的 信号与直达信号有相位差，叠加的时候就会削弱 直达信号，干扰了直达信号。总而言之，尽管发 射机能够看到接收机，但这并不意味着发射机就 能够建立到接收机良好的信号传输路径。
世界航天发展简史
世界航天发展简史世界航天发展简史探索浩瀚的宇宙，是人类千百年来的美好梦想。
我国在远古时就有嫦娥奔月的神话。
公元前1700年，我国有"顺风飞车，日行万里"之说，还绘制了飞车腾云驾雾的想像图。
外国也有许多有关月亮的美好传说。
自从1957年10月4日世界上第一颗人造地球卫星上天以来，到1990年12月底，前苏联、美国、法国、中国、日本、印度、以色列和英国等国家以及欧洲航天局先后研制出约80种运载火箭，修建了10多个大型航天发射场，建立了完善的地球测控网，世界各国和地区先后发射成功4127个航天器。
其中包括3875个各类卫星，141个载人航天器，111个空间探测器，几十个应用卫星系统投入运行。
目前航天员在太空的持续飞行时间长达438天，有12名航天员踏上月球。
空间探测器的探测活动大大更新了有关空间物理和空间天文方面的知识。
到上世纪末，已有5000多个航天器上天。
有一百多个国家和地区开展航天活动，利用航天技术成果，或制定了本国航天活动计划。
航天活动成为国民经济和军事部门的重要组成部分。
航天技术是现代科学技术的结晶，它以基础科学和技术科学为基础，汇集了20世纪许多工程技术的新成就。
力学、热力学、材料学、医学、电子技术、光电技术、自动控制、喷气推进、计算机、真空技术、低温技术、半导体技术、制造工艺学等对航天技术的发展起了重要作用。
这些科学技术在航天应用中互相交叉和渗透，产生了一些新学科，使航天科学技术形成了完整的体系。
航天技术不断提出的新要求，又促进了科学技术的进步。
一、火箭技术箭，用泵来强制输送推进剂，以及用仪器自动控制火箭等，都对现代火箭和航天飞行的发展起了巨大的作用。
戈达德博士在1010年开始进行近代火箭的研究工作。
他在1919年的论文中提出了火箭飞行的数学原理，指出火箭必须具有7.9km/s的速度才能克服地球的引力。
他认识到液体推进剂火箭具有极大的潜力，1926年3月他成功在研制和发射了世界上第一枚液体推进剂火箭，飞行速度103km/h，上升高度12.5米，飞行距离56米。
GSM移动通信概述
蜂窝技术
频率复用基础
频率复用方案：在系统的作用区域内重复使用相同的频率— —这种频率复用方案使整个频谱分配被划分为K个频率复用的 模式.如K可取3、4、7等值.
公式：(D/R)2=3K D：频率复用距离 R：小区半径 K：频率复用模式
蜂窝技术
A1 A3 A2 C3 B1 B3 B2 A3 C1 C3 C2 B3 A1 A3 A2 C3 C2 C1 B2 A3 A2 C3 C2 C1 A1 B1 A2 C3 C2 B3 B2 A3 A2 C3 C2 K=3 C1 A1 B1 C1 A1 C2 B3 B2 A3 A2 C3 C2 B3 B2 B1 C1 A1 B1 C1 A3 A2 C3 C2 B3 B2 A3 A2 A1 B1 C1 A1 A3 A2 C3 C2 C1 A1
双工间隔 射频带宽 射频双工信道总数 小区半径（Km） 最小 最大 多址方式
调制 传输 速率（kbps） 编码算法 信道编码 每载频信道数 全速率 半速率
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GSM系统频率资源
系统频点配置
• GSM900
– 基站收：f1（n）＝890＋n×0.2 MHz – 基站发：f2（n）＝f1（n）＋45 MHz
1990年，颁布GSM第一阶段的规范。 1991年，颁布DCS1800第一阶段的规范。GSM委员会开始制定下一代无
线通信标准
GSM概述与发展简史4
在我国...... 1993年我国首先在浙江嘉兴建立了GSM实验网 目前有中国移动、中国联通、中国电信三家运营商
截至2010年底，移动客户总数超过5.84亿，3G用户达到2070万户。
GPRS（General Packet Radio Service） ：
通信基础理论
应用现状
发展方向
小结
多址技术与系统容量——FDMA
FDMA通信系统特性 通信系统特性 －载波与传输信号对应 －连续传输 －带宽较窄 － 低传输速率 －共用设备成本高
无线电容量公式 M=Bt/(Bck)信道总数 单位小区 信道总数/单位小区 信道总数 其中， 是系统占用带宽， 其中， Bt是系统占用带宽， Bc是每信道占用带宽 k是小区群中的小区数 是小区群中的小区数
相关技术
应用现状
发展方向
小结
信道编码技术
—— 信道编码原理及信道编码保护 —— GSM信道编码的总体方案 信道编码的总体方案
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基础知识
相关技术
应用现状
发展方向
小结
1、信道编码原理与信道编码保护
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基础知识
相关技术
应用现状
发展方向
小结
2、GSM信道编码的总体方案 GSM信道编码的总体方案 (1)用外编码器实施分组纠错编码。构成“信息位 十奇偶校验位”码字。然后再增加尾比特若干。增 加尾比特目的是增加维特比解码特性。奇偶校验比 特是用于检测维特比解码未纠正之误码用。 信道类型不同，采用的分组码也不相同，对于话 音信道，在加尾比特之前，还需将码流重排，以对 系统循环码加以保护。 (2)用内编码实行卷积编码，以建立“编码比特”。 (3)对完成上述(1)、(2)步骤的码字进行重排(对话 音信道，这次重排为第二次重排了)和交织。以提高 抗长突发误码能力。这是实施信道编码保护措施。
相关技术
应用现状
发展方向
小结
信源编码技术
概述 各种信源编码方式简介
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基础知识
相关技术
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天线发展简史
天线是无线电通信、无线电广
播、无线电导航、雷达、遥测遥控等各种无线 电系统中不可缺少的设备。 从天线发
明至今经历了 100多年的时间。 纵观天线的 发展，其大致可分为三个历史阶段。
第一阶段：线天线时期（ 19世纪末至 20世纪 30年代初）
第一个天线是德国物理学家在 1887 年为验证英国数学家及物理学家麦克斯 韦
预言的电磁波而设计的。 其发射天线是两根 30cm 长的金属杆， 杆的终端连接 两
块 40cm 见方的金属板，采用火花放电激励电磁波， 接收天线是环天线。 此外，
1888 年赫兹还用锌片制作了一个抛物柱面反射器天线，它由沿着焦线放置的振 子馈
电，工作在 455MHz。
1901 年，意大利发明家马可尼（ 1874-1937）采用一种大型天线实现了远洋
通信，其发射天线为 50根下垂铜线组成的扇形结构， 顶部用水平横线连在一起，
横线挂在两个高 150 英尺，相距 200 英尺的塔上， 电火花放电式发射机接在天线
和地之间。这可认为是付诸实用的第一副单极天线。
早期无线电的主要应用是长波远洋通信， 因此天线的发展也主要集中在长波 波
段上。自 1925 年以后，中、短波无线电广播和通信开始实际应用，各种中、 短波
天线得到迅速发展。
第二阶段：面天线时期（ 20世纪 30 年代初至 50年代末）
二战前夕， 微波速调管和磁控管的发明， 导致了微波雷达的出现， 厘米波得
以普及，无线电频谱才得到更为充分的利用。 这一时期广泛采用了抛物面天线或 其
他形式的反射面天线， 这些天线都是面天线或称口径天线。 此外， 还出现了波 导
缝隙天线、介质棒天线、螺旋天线等。 1940 年后有关长、中、短波线状天线 的理
论基本成熟， 主要的天线形式沿用至今。 第二次世界大战中， 雷达的应用促 进了
微波天线特别是反射面天线的发展， 微波中继通信、 散射通信、 电视广播的 迅速
发展， 使面天线和线天线技术进一步得到发展、 提高。 这时期建立了口径天 线和
基本理论，如几何光学、口径场法等，发明了天线测试技术，开发了天线阵 的综合
技术。
第三阶段：大发展时期（20世纪50年代至今）
1957年人造地球卫星上天标志着人类进入了开发宇宙的新时代，也对天线 提出
了许多新的要求，出现了许多新型天线。这些新的高要求如：高增益、精密 跟踪、
快速扫描、宽频带、低旁瓣等。同时，电子计算机、微电子技术和现代材 料的进展
又为天线理论与技术的发展提供了必要的基础。 1957年，美国制成了
用于精密跟踪雷达AN/FPS-16勺单脉冲天线。1963年出现了高效率的双模喇叭 馈
源，1966年发明了波纹喇叭，1968年制成了高功率相控阵雷达 AN/FPS-85 1972
年制成了第一批实用微带天线，并作为火箭和导弹的共形天线开始了应用。 近年来
还出现了分形天线等小型化天线形式。
随着天线应用的发展，天线理论也在不断发展。早期对天线的计算方法是先 根
据传输线理论假设天线上的电流分布， 然后由矢量位求其辐射场，由玻印廷矢 量在
空间积分求其辐射功率，从而求出辐射电阻。自 20世纪30年代中期开始，
为了较精确地求出天线上的电流分布及输入阻抗， 很多人从边值问题的角度来研
究典型的对称振子天线，提出用积分方程法来求解天线上的电流分布。 20世纪
30年代以后，随着喇叭和抛物面天线的应用，发展了分析口径天线的各种方法， 如
等效原理、电磁场矢量积分方法等。由于天线问题是具有复杂边界条件的电磁 场边
值问题，难以得到严格解。20世纪70年代以后，随着电子计算机的普及， 各种电
磁场数值计算方法应运而生，如矩量法（MOM）、时域有限差分法（FDTD）） 有
限元方法（FEM）和几何绕射理论（GTD）等分析方法，这些方法成为分析各 种复
杂天线问题的有力工具，并已形成商用软件。
在天线测量技术方面，发展了微波暗室和近场测量技术，研制了紧缩天线测 试
场和利用射电源的测试技术，并建立了自动化测试系统
当今，天线技术已具有成熟科学的许多特征， 仍然是一个富有活力的技术领
域。主要的发展方向是：多功能化（以一代多）、智能化（提供信息处理能力），
小型化、集成化及高性能化（宽频带、高增益、低旁瓣、低交叉极化等） 。
天线种类繁多，一些典型的、常用的天线如下各图所。
图1:八木天线
图2:对数周期天线
图3:螺旋天线
图4:反射面天线
图5:波导缝隙天线阵
图6:波纹喇叭天线
图7:透镜天线
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图8:相控阵天线
图9:微带天线