通信的一般知识课件

1、第一章 通信的一般知识 第一节 通信概述第二节 无线电波的传播规律 第三节 各波段的传播特点 1第一节 通信概述通信的一般概念有线通信和无线通信模拟通信和数字通信民用航空业务中所使用无线通信的情况未来的航空通信系统及发展趋势2通信：信息从发送者传递到接收者的过程。 电通信：用电信号携带所要传递的信息，经过各种信道进行传输，以达到通信目的。在自然科学领域内涉及“ 通信”这一术语时，一般指的就是电通信。 一、通信的一般概念3通信系统的一般模型 通信系统：为实现通信任务所需要的一 切设备和传输媒质的总体。 45 信号源是将原始信号，转换为电信号的设备。这种电信号通常称为基带信号。 发送设备对基带信号

2、进行处理和变换，以使它适合于在信道中传输。 信道是指传输媒质。 接收设备的功能与发送设备相反，它将接收到的电信号进行必要的处理和变换，以产生包含原始信息的低频电信号。 终端是将恢复的低频电信号转换成相应的原始信息，提供给最终的信息接收者。 噪声源是噪声的集中表现，噪声源将对信号产生干扰。6 二、有线通信和无线通信 电信号在传播的过程中需要一定的媒质，按照传输媒质的不同，通信方式可分为两大类： 有线通信 无线通信 7有线通信是指用导线作为传输媒质的通信方式。有线通信的优点是信号稳定可靠，保密性好，其缺点是传输距离有限，线路铺设费用高 。无线通信是利用电磁波在空间的传播来传递信息。无线信号在传输过

3、程受到的干扰比有线信号要大得多，而且其保密性也相对较差。但是无线通信特别适用于移动通信。 8三、模拟通信和数字通信 按照通信系统中传输的是模拟信号还是数字信号，就可把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统两类，而把相对应的通信分为模拟通信和数字通信。 9 和模拟通信相比，数字通信更能适应对通信技术越来越高的要求，主要体现在：抗干扰能力强。保密性强，可以加密。设备易于实现集成化、微型化。便于处理、存储、交换，便于和计算机联接，也便于计算机管理。数字通信的最大缺点就是它占用的系统带宽远远大于模拟通信系统的带宽。10 四、民航业务中所使用无线通信的情况 由于无线通信在移动通信领域中无可比拟的优势，因

4、此在航空通信业务中得到了广泛的应用。 11地空通信系统服务类型 空中交通服务（ATS）：空中交通管制部门与飞机之间的通信 。航务管理通信（AOC）：飞机运营部门与飞机之间的 通信。航空行政管理通信（AAC）：飞机运营部门与飞机之间的 通信。航空旅客通信（APC） : 空中旅客与地面之间的通信。 ATS和AOC与飞行安全、飞行正常及飞行效率有关，称为安全通信，具有高优先等级。AAC和APC与飞行安全、飞行正常无直接联系，称为非安全通信，优先等级较低。12现形地空通信系统甚高频通信系统高频通信系统飞机通信选址报告系统13五、未来的航空通信系统及发展趋势 未来的航空通信将越来越多地借助于数据链。数据

5、链类型包括二次雷达S模式数据链（SSR/S）、高频数据链（HFDL）、甚高频数据链（VDL）和卫星数据链（AMSS），其中HFDL、VDL、AMSS同时可实现话音通信。 14无线电波的传播规律各波段电波的传播特点第二节 无线电波的传播规律 15无线电波的传播 在不均匀媒质中电波的传播无线电波的传播方式地面对电波传播的影响电离层对电波传播的影响 一、无线电波的传播规律16（一）无线电波的传播在空间传播的交变电磁场称为电磁波。无线电波通常指频率在300GHz以下的电磁波，简称电波。 171.电磁波的形成与传播 182.电波的分布 193.电波的传播速度 在不同的媒质中，电波的传播速度为： 其中，r

6、为媒质的相对介电系数，r为媒质的相对导磁系数 ，C为光速。20（二）在不均匀媒质中电波的传播 当电波在不均匀媒质中传播时，即媒质的和发生变化时，不仅电波的传播速度会发生变化，而且传播方向也会改变，产生反射、折射、绕射和散射现象。 211.反射 电波频率越高，反射越强 介质的介电系数越大，反射越强222.折射 23 折射程度主要取决于电波在两种媒质中传播速度之差，速度差越大，折射程度越大。另外折射程度还与电波的频率和入射角有关，电波的频率越低，入射角越大，折射程度就越大。243.绕射 电波遇到障碍物时，有时能绕过障碍物 继续前进，这种现象称为绕射。 电波的绕射能力与波长有关，波长越长， 绕射能力

7、越强 254.散射 当电波遇到大气对流层中一些尺寸很小且不均匀的尘埃和小水滴时，就会向四面八方发散，这就是散射。26（三）无线电波的传播方式 电波在大气层中传播，由于本身的频率不同以及地面和电离层对它的不同影响，形成了不同的传播方式。 电波的传播方式主要有：天波，地波，空间波和散射波。2728293031天波：靠电离层的反射传播的电波称为天波。地波：沿地球表面传播的电波称为地波 空间波：空间波包括直达波和地面反射波。电波沿视线直接传播至接收点，称为直达波；经地面反射后到达接收点的电波，称为地面反射波。 散射波：利用电离层或对流层的散射作用而传播的电波称为散射波。 （三）无线电波的传播方式 32

8、（四）地面对电波传播的影响 当电波沿地球表面传播时，地面将吸收电波的部分能量，造成电波能量的衰减，衰减的大小与地面导电系数和电波的频率有关。地球表面的导电系数越大，电波的衰减越小；电波的频率越高，衰减就越大。 33（五）电离层对电波传播的影响 通常把地球周围的大气层分为对流层、同温层、电离层三层。其中电离层对电波传播的影响最为明显 。341.电离层的形成 由于太阳紫外线的强烈辐射，大气层中的气体分子被电离成自由电子和正离子，因而形成了电离层。 使高空大气电离的电离源还有：太阳辐射的X射线、为数众多的微流量以及其它星体辐射的电磁波和宇宙射线等。 在夏季的白天，电离层有四个电子密度最大的区域，从下

9、向上分别称为D、E、F、F层 。352.电离层的变化规律 36D层（60km-90km）：D层在日出后出现并在中午时达到最强，日落后由于强烈的中和而逐渐消失。E层(110km)：E层较为稳定，它的电子密度和高度变化都比较有规律。白天时电子密度较大，夜间电子密度减小并几乎保持不变。F层：在夏季的白天，F层又可分为F1层(160km)和F2层(300km)。F层变化规律和D层类似。F2层白天和夜间都出现。 总的来说，电离层电子密度变化的总体规律是夏季比冬季大，白天比夜晚大 。37电离层对电波的折射作用电离层对电波的吸收作用 3.电离层对电波传播的影响38(1)电离层对电波的折射作用 39 电波能否

10、被折射后返回地面，取决于电波的入射角、频率以及电离层的电子密度。 （1）电波的入射角越大越容易折射。 （2）电波的频率越低越容易折射。 （3）电离层的电子密度越大越容易折射。 40 (2)电离层对电波的吸收作用 电波的频率越高，电波能量损耗越小。 电离层电子密度越大，电波能量损耗越大。 41 第三节 各波段的传播特点 无线电波频段（波段）的划分 各波段电波的传播特点 42(一)无线电波频段的划分43（二）各波段电波的传播特点 超长波主要是以波导模方式传播的 超长波具有传播距离远，传播稳定，低端可以向水下传播的特点。超长波的传播具有日变效应，同时它对发射信号方面要求很高 1.超长波和长波 442

11、.中波 中波主要以地波的方式传播。在夜间中波也可以天波的方式传播。中波的传播具有稳定可靠的特点，而且所需的天线比长波要小，发射设备也较为简单 453.短波地波传播形式 ：衰减很快46天波传播形式 短波可以利用天波传播很远的距离，而且，短波通信系统的发射天线尺寸和发射机功率都较小，成本较低 。47 短波通信的缺点 1.多径传输 2.衰落 3.静区48多径传输：电波通过若干路径或者不同 的传输模式到达接收端。49衰落：接收端信号振幅呈现忽大忽小的 随机变化现象称为“衰落” 。50根据衰落持续的时间，衰落可分快衰落和慢衰落；根据衰落产生的原因，衰落又可以归纳为 ：干涉衰落，极化衰落，吸收衰落。衰落的类型51 静区：天波传播越过了而地波传播又未到达的这段区域 。52 短波传播的主要特点 地波衰减快，天波不稳定。 能以较小功率获得较远的传播距离 。534.超短波它主要以空间波进行传播，其有效传播距离一般限于视线范围。 传播受天电干扰小，其信号较稳定；频带