无线电波

无线电波
   无线电波是电磁辐射家族中的一员。电磁辐射包括 X 射线、紫外线、以及我们每天都要用到的可见光。就
云p像将一个石头扔进平静的湖水中会形成水波一样,无线电信号也是从发射天线向外辐射(传播)。但与水波不同
的是,无线电波以光速传播。
   人们以幅度、频率和波长来表示无线电波的特征。
   无线电波的 频率 是在某一给定时间内电波的重复次数(即周期)。频率以 Hz 为单位。 1Hz 等于每秒一
周,数千 Hz 表为 kHz ( kilohertz ),数百万 Hz 表为 MHz ( megahertz )。例如可将 2 182 000Hz 可写
作 2 182 kHz 或 2.182 MHz 。
   波长 是无线电相邻波峰间的距离。波长与频率的乘积是等于传播速度,而速度是一个常数。因此,当频率
增高时,波长缩短,反之亦然。
   由于无线电波以光速(每秒 300 × 10 6 米)传播,对任率, 用 300 除以 MHz 为单位的频率 即可
得到以米为单位的波长。所以,用 300 除以 10 ,得 10MHz 电波的波长为 30 米。
   在无线电频谱中,可用的频率范围大约从 20kHz (正好高于声波)到 30 000MHz 以上。相应于 20kHz 的
波长为 15 公里,相应于 30 000MHz 的波长只有 1 厘米。
   高频段的频率范围是 3 到 30MHz 。大多数高频电台实际使用的频率范围是从 1.6 到 30 MHz 。多数高频
远距离通信使用频率为 4 到 18 MHz 。
频率分配和调制
   高频频谱范围内的若干频段已被分配给各种特定用途 —— 航空、海运、军事、政府、广播即业余。此外还滚压刀具
按照紧急救援、广播、语音、 Morse 电码、传真、数据等不同的传输类型作进一步管制。频率分配是按国际条约
充退磁控制器,由国家指定的权威机构来管理的。
   对于无线通信,分配一个频率只是一个起点,无线电波本身并不传达信息,它只不过是有节奏的连续波流而
已。
   对无线电波进行调制而使其携带信息,称之为 载波 。为了传送信息,必须以表示信息的信号去改变(即
调制 )载波的幅度、频率或相位。
   最简单的调制载波的方法是用电报按键控制其通断。在无线电通信的早期,用 Morse 电码进行开 - 关 键
控 是传送无线信息的唯一方法。
   现在无线电通信的常用方法有 调幅 ( AM ),是按与信号(例如人的声音)的幅度变化成正比的关系改变
载波的幅度。换句话说,信息包含在幅度的变化中。
   调幅过程产生一个载频和一对在载频附近上下两边的完全相同的边带。 AM 是一种低效率调制方式,它必含
载波。只有边带才携带信息,而 AM 信号的大部分功率都被不携带信息的载波所消耗。
   单边带 ( SSB )是效率较高的调幅方式之一,采用这种调制方式时,抑制掉了载波和一个边带,只发送剩
下的一个边带 USB 或 LSB 。由于 SSB 信号只需 AM 信号频带的一半,而且只当有信号
时才产生,因此 SSB 系
统的频带利用率(这必适应于许多用户)和发射机的功率利用率都较高。全部发射功率都在携带信息的边带之中
   这种方案的一个变种是 等效调幅 ( AME ,常用于军事和商业通信),它将被削弱了的载波与边带一起发
送。 AME 系统可用结构较简单的接收机来检测信号。另一个变种是 独立边带 ( ISB ),它发送两个边带,但
每个边带携带的信息不同,如一个边带携带数据信号,而另一个边带携带语音信号。
   调频 ( FM )技术中载波的频率随调制信号成正比变化。许多技术上的原因使常规 FM 产生的信号比 AM
的更清晰,但要占用较宽的频带。有时高频电台也窄带调频,其频带利用率较高,但信号
质量较差。
无线电波传播
   传播 描述的是,无线电信号是如何从发射源向外辐射的。可简单地想象无线电波沿着直线行进(就像石头
扔进静止湖面产生的水波)。不过,无线电波传播的实际路径往往要复杂得多。
   有两种传播模式:地波和天波。地波沿着地球表面传播,而天波则是被“反射”回地球的。
   地波 由三部分组成:表面波、直达波和地面反射波。
   表面波 沿地球表面行进,达地平线以远。实际上,表面波的能量会被地球吸收。表面波的有效距离主要取
决于频率以及电波行进区域的地表电导率。吸收强度随频率的升高而增大。
   发射无线电信号利用表面波传播的传播距离与发射机功率、接收机的灵敏度、天线的特性以及传播路径的类
型有关。一台完好的设备,在全海面导电路径上的传播距离可达 200 到 250 英里。但使用同样的设备,在干旱
、多岩石、不导电的地形上的传播距离还不足 20 英里。
   直达波 沿着直线行进,强渡随距离增加而减弱。它也可能会被大气折射,使其传播距离略远于地平线。要
进行通信,发射天线和接收天线必须相互能“看得见”,所以天线的高度是决定通信距离的关键因数。因此直达
波有时又叫做 视距波 ( Line-of-Sight , LOS )。
刘惠祥
粉煤灰水泥   地面反射波 是从发射机发出,经地面反射到达接收机的电波。
   天波 使 超视距 ( Beyond Line-of-Sight , BLOS )通信成为可能。对于某些特定的频
率,无线电波经
折射可返回到数百、甚至数千英里远的地球表面。随着频率、一天中的时间和大气条件的不同,信号可能经过多
次反射到达接收机。
电离层天然卫星
   电离层 是地球大气中的带电粒子(带电气体)区域,其高度在地面上空 50 到 600 公里( 30 到 375 英
里)之间。 电离作用 使电子从原子中剥离出来而产生带电粒子,这是由太阳辐射造成的。当电离层强电离时,
其气体甚至会发光,肉眼都能看见,这就是 北极光 和 南极光 。
   电离层在高频无线电中何以如此重要?那是由于这厚厚的一层气体就像是天然的卫星,使超视距无线电通信
成为可能。无线电波到达这些电离层时,随频率不同,有些会被完全吸收,有些会被散射回地球,还有一些会穿

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标签:频率   传播   信号
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