电磁波的发射、传播和接收2

第二节电磁波的发射、传播和接收无线电波的发射与接收一.无线电波的发射1.无线电波无线电技术中使用的波长在几mm到几十km间的电磁波电视、雷达、导航调频(FM)无线电广播、电视、导航调幅(AM)无线电广播、电报通讯超远程无线电通讯和导航主要用途直线传播近似直线传播天波地波和天波地波传播方式微波短波中短波中波长波波段无线电波的几个波段在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变叫做调制．使高频振荡的振幅随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．使高频振荡的频率随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．研究表明，要有效地向外界发射电磁波，振荡电路必须具有如下的特点：第一，要有足够高的振荡频率．理论的研究证明，振荡电路向外界辐射能量的本领，即单位时间内辐射出去的能量，与频率的四次方成正比．频率越高，发射电磁波的本领越大．第二，振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，才能有效地把电磁场的能量传播出去．2.开放电路可发射电磁波的振荡电路的特点电磁场分布在尽量大的空间减小板板面积增大板间距离开放电路LCL2CL1地线天线无线电波的发射实际应用中的开放电路，线圈下部用导线接地，这条导线叫做地线；线圈上部接到比较高的导线上，这条导线叫做天线。

3.无线电波的调制将各种信号电流（低频）加载在高频等幅振荡电流上，使电波随信号改变的过程叫调制，完成这一过程的装置称调制器调制电路：L2L1振荡器声音信号电流高频等幅振荡电流高频调幅电流OOO二.无线电波的接收1.调谐（选台）原理：使接收电路的固有频率与被接收的电磁波频率相同而发生电谐振——电磁振荡中的共振，从而在接收电路中产生最大的感应电流。调谐电路：LCL1CL22.检波（解调）从接收到的高频振荡电流中“检”出低频声音信号的过程叫检波，也叫解调，是调制的逆过程。解调电路：二极管D话筒电容器C1OOO上海东方明珠电视塔无线电波的接收

电磁波在空间传播时，如果遇到导体，会使导体中产生感应电流．感应电流的频率跟激起它的电磁波的频率相同．因此，利用放在电磁波传播空间中的导体，就可以接收到电磁波．在无线电技术中，用天线和地线组成的接收电路来接收电磁波．电视雷达

在电视发射端，由摄像管摄取景物并将景物反射的光转换为电信号．摄像镜头把被摄景物的像成在摄像管中的屏上．电子枪发出的电子束按一定规律偏转，对屏上的图像进行扫描．扫描的路线如图所示，从a开始，逐行进行，直到b．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信号电流．然后通过天线把带有信号的电磁波发射出去．在电视接收端，由电视接收机的显像管把电信号还原成景物的像．电视接收天线接收到电磁波以后，经过调谐、检波，将得到的电信号送到显像管．显像管里的电子枪发射电子束的强弱受电信号的控制，并且用与摄像管的电子枪相同的方式和步调进行扫描．这样，当电子束射到显像管的荧光屏上时，在屏上便出现了与摄像管屏上相同的像．电视接收机的天线接收到的电磁波除了载有图像信号外，还有伴音信号．伴音信号经检波取出后，送到扬声器，扬声器便伴随电视屏幕上的景像发出声音来．

电视的应用正在日益扩大．例如，在自动化企业的控制中心，可以利用电视来监视各条生产线的工作情况．一些不便直接观察的地方，如有毒气或强烈放射性的地方，可以用电视作间接的观察．现在，电视技术已经应用到工业、交通、文化教育、国防和科学研究等各个方面．雷达

雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备．

电磁波遇到障碍物要发生反射，雷达就是利用电磁波的这个特性工作的．波长越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能越强，因此雷达用的是微波波段的无线电波．雷达有一个特制的可以转动的天线，它能向一定的方向发射不连续的无线电波．每次发射的时间约为百万分之一秒，两次发射的时间间隔大约是万分之一秒．这样，发射出去的无线电波遇到障碍物时，可以在这个时间间隔内反射回来被天线接收．

无线电波的传播速度是c，测出从发射无线电波到接收到反射回来的无线电波的时间t，就可以由公式2s＝ct确定障碍物的距离s．再根据发射无线电波的方向和仰角，便可以确定障碍物的位置了．

实际上，障碍物的距离等情况是由雷达的指示器直接显示出来的．当雷达向目标发射无线电波时，在指示器的荧光屏上呈现出一个尖形波；在收到反射回来的无线电波时，在荧光屏上呈现出第二个尖形波．根据两个波的距离，可直接从荧光屏上的刻度读出障碍物的距离．利用雷达可以探测飞机、舰艇、导弹以及其他军事目标．除了军事用途外，雷达在交通运输上可以用来为飞机、船只导航，在天文学上可以用来研究星体，在气象上可以用来探测台风、雷雨、乌云．电磁波的应用及防护一、电磁波谱电磁波谱：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫电磁波谱由无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线(X射线)、γ射线合起来构成范围非常广阔的电磁波谱紫靛电磁波谱分布示意图一、电磁波谱二、无线电波无线电波：波长大于1mm（频率小于300GHz)的电磁波用途：通信、广播和天体物理研究等(1)红外线是一种波长比红光的波长还长的不可见光。其波长范围很宽，约750nm～１×106nm

(2)作用：热作用，还可以使特制的底片感光(3)由英国物理学家赫谢尔于1800年首先发现红外线，一切物体都在不停地辐射红外线，物体温度越高，辐射红外线的本领越强。三、红外线(4)用途:红外摄影、红外遥感技术、红外线炉长三角的“热岛”

观察物体，照像等等，都是可见光的应用。

能作用于人的眼睛并引起视觉的称为可见光，如：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色光。在电磁波中是一个很窄的波段，（波长为750nm～370nm）。四、可见光五、紫外线（2）由德国物理学家里特于1801年首先发现的，一切高温物体发出的光中，都有紫外线。（1）紫外线是一种波长比紫光还短的不可见光；其波长范围约5nm～370nm，显著作用：A、荧光，B、化学作用，C、杀菌消毒利用紫外线的荧光作用检验人民币的真伪紫外线杀菌灯伦