1、无线电基础知识.ppt

机载雷达与通信导航设备 航空电子信息教研室 杨璐,课程介绍,航空电子系统(AV)：Avionics Aviation Electronics 通信系统HF、VHF、选择呼叫系统、内话系统、音频综合系统等 (“耳”和“嘴”) 导航系统： （“眼”） 定 位：全向信标系统、自动定向机、测距机等 测 高：无线电高度表 着陆引导：仪表着陆系统 环境监测：气象雷达,专业课的学习与考核,学习方法： 航空电子各系统的组成、功用、工作原理-“产品说明书” 航空电子设备的使用方法-“用户手册” 学习主动性 考核：两次小测试 期末+平时,推荐参考书,蔡成仁航空无线电科学出版社 马存宝民机通信导航与雷达西北工业大学出版社 郑连兴，任仁良涡轮发动机飞机结构与系统（AV）下册兵器工业出版社,第一章 无线电波的物理基础,主要内容,无线电波的基础知识 无线电波传播的基本规律 电波的传播方式与各波段电波的传播特点 调幅发射设备和接收设备的工作原理,一.无线电波的基础知识,1. 信号的形式 规则信号与不规则信号 随时间规则变化 周期信号与非周期信号 时间间隔内重复变化 模拟信号与数字信号 脉冲信号 低频信号与高频载波,一.无线电波的基础知识,2. 无线电波的传播 a.电磁波的形成与传播 电磁感应-空间电磁波 b.电波的分布 电场向量、磁场向量、传播方向三者两两垂直 c.电波的相位 某点场强的强弱、方向和变化趋势的瞬时状态,一.无线电波的基础知识,d.电波的传播方向 右手螺旋定则 e.球面波与平面波 f.电波的参数 能流密度： 传播速度： 频率与波长：,一.无线电波的基础知识,g.电波的极化 线性极化：空间某点电波电场向量终端随时间变化的轨迹为一条直线，则称为线性极化波。 垂直极化波、水平极化波 圆极化波：轨迹为圆。 椭圆极化波,主要内容,无线电波的基础知识 无线电波传播的基本规律 电波的传播方式与各波段电波的传播特点 调幅发射设备和接收设备的工作原理,二.无线电波传播的基本规律,a.理想条件下：在均匀介质中是以恒定的速度沿直线传播的。 b.实际条件下 : 不仅电波的传播速度会发生变化，而且电波的传播方向也会发生变化，产生反射、折射、绕射及散射现象,二.无线电波传播的基本规律,（1）反射 当反射面是平面且远大于电波波长时，电波的反射遵循光的反射规律反射线与入射线及反射点处的法线处于同一平面内，且反射角等于入射角。 （2）折射 折射的原因是由于在两种介电系数不等的媒质中，电波的传播速度不同，经过交界面后波阵面发生偏转。,二.无线电波传播的基本规律,电波通过两种介质的交界面时，其折射方向总是向着相对介电系数较大的介质的法线方向偏折的,二.无线电波传播的基本规律,（3）绕射 （4）散射 大气中的其他物质微粒（如水滴、尘土或其他物体）及不均匀的气团均可在电波的作用下激起电流，成为新的波源。散射就是这些新波源向各个方向辐射的结果。,二.无线电波传播的基本规律,电波传播过程中的能量变化 电波在传播过程中，由于扩散及介质吸收两方面的原因，会使电波的能量逐渐减小。 电波只能在绝缘体中传播而不能穿过导体,主要内容,无线电波的基础知识 无线电波传播的基本规律 电波的传播方式与各波段电波的传播特点 调幅发射设备和接收设备的工作原理,三.电波的传播方式与各波段电波的传播特点,1. 传播方式,（a）天波（b）表面波（c）空间波（d）散射波,三.电波的传播方式与各波段电波的传播特点,2. 各波段电波传播特点 a.超长波和长波 以表面波和天波为主 传播稳定，传播距离远 奥米伽导航系统 b.中波 以地波为主 稳定可靠 无线电罗盘,三.电波的传播方式与各波段电波的传播特点,c.短波 以天波为主 短波的传播会出现静区 d.超短波 只能以空间波方式传播 甚高频通讯与甚高频导航系统,主要内容,无线电波的基础知识 无线电波传播的基本规律 电波的传播方式与各波段电波的传播特点 调幅发射设备和接收设备的工作原理,四.调幅发射设备和接收设备的工作原理,1.调幅发射设备基础 （1）调幅发射设备组成 无线电发射机的基本任务是向发射天线提供传送信息的射频信号； 基本上是由射频振荡、功率放大、调制器、低频放大及电源几部分功能电路组成的。,四.调幅发射设备和接收设备的工作原理,（2）调幅发射设备基本工作原理,四.调幅发射设备和接收设备的工作原理,（3）调幅发射设备的电气性能指标 a输出功率 发射机的输出功率是指发射机末级输往天线的射频信号功率，它是决定系统作用距离和可靠性的主要因素之一. b.总效率,四.调幅发射设备和接收设备的工作原理,c. 频率 频率稳定度： 频率准确度-频率合成器 频率范围与波道间隔,四.调幅发射设备和接收设备的工作原理,2.调幅接收设备基础 （1）调幅接收设备组成 无线电接收设备的基本任务，是在接收端从无线电信号中提取系统所需的信息 ； 接收机可以分为高频、检波和低频三个基本组成部分。,四.调幅发射设备和接收设备的工作原理,（2）调幅接收设备基本工作原理,四.调幅发射设备和接收设备的工作原理,a.输入电路 b.高频放大 放大，滤除干扰，提高输出信噪比 c.变频 高频-中频 可以有效地提高接收机的灵敏度和邻道选择性,四.调幅发射设备和接收设备的工作原理,d.中频放大器 接收机的灵敏度在很大程度上取决于中频放大器的放大能力 e.检波与低频放大电路 二极管检波器,四.调幅发射设备和接收设备的工作原理,（3）调幅接收设备的电气性能指标 a灵敏度 灵敏度表示接收机接收弱信号的能力。它直接影响系统的作用距离。 定义：在接收机输出端的信噪比维持所需数值的条件下，使接收机输出标准功率所需的天线输入端的最小电动势