无线电基础

无线电基础知识

4.1 无线电频段的划分 4.2 信号 频谱 带宽4.3 传输线

P158 电磁波的波长与频率之间的关系？反比 λ= c/f λ波长c光速 f频率 P159 频率高低排列：X射线>可见光>无线电波

高频率 ← EHF SHF UHF VHF HF MF LF VLF ELF → 长波长

P160频谱指什么？幅谱和相谱的总称。频谱描述的是（频率和幅度的大小） 将各正弦分量的幅度按照其频率的高低依次排列，得到振幅频谱，简称幅谱。 将各正弦分量的初相位按照其频率的高低依次排列，为相位频谱，简称相谱。 P162 将传送信号所必须的频率范围成为信号的带宽

P163 电话通信：3kHz；传输高品质音乐需要（传输带宽高）：30 Hz ~ 16 kHz；超短波无线电广播：150 kHz ；电视的每个频道：7 ~ 8 MHz .

P165 λ>> L ,短线。短线适用于集中参数电路。当λ≈L，长线。长线适用于分布参数电路。 P167 如果把传输线上的分布电容和分布电感看成是均匀分布的，为均匀无损耗电路。 P167传输线上的特性阻抗？Zc =

LC 传播速度：V = 1

LCP168为什么飞机上用同轴光缆？电阻损耗小，辐射损耗低。

P170 在传输线上导致能量消耗的是？“分布电阻”。传输线越长，电阻越大，损耗越大。这种损耗可以通过放大器加以解决。

P168 传输线的种类：平行双线传输线（200MHz以下）、同轴传输线（3GHz）。 P171 同轴传输线只能传输3GHz以下的信号，高于3GHz由波导来传输。

P172 当RL=ZC时，传输线上为什么波？ 只有入射波，没有反射波。高频信号呈波浪式地向终端传播，并且电能全部传输到负载上，这种状态称为行波状态。（传输信号源的能量必须采用行波状态。） P176 当RL≠ZC时，传输线上为什么波？（行-驻波，选项只有 混合波）

P174 λ/4 的短路线相当于并联谐振，阻抗为无穷大；小于λ/4 的短路线相当于电感。 λ/4 的开路线相当于串联谐振，阻抗为零；小于λ/4 的开路线相当于电容。 P175 电压驻波比 VSWR : 传输线上相邻电压波腹与电压波节之比。 VSWR = uf?ur

uf?uruf 入射波电压 ur 反射波电压

RL = ZC ur = 0 ，VSWR = 1，行波状态。 RL≠ZC VSWR > 1 ,行--驻波状态。

RL = 0或∞ ，uf = ur ，VSWR = ∞ ,驻波状态。

1

实际传输线的VSWR（大于1）。

P177 在波导中传输电磁波的波长应小于（宽边）的两倍 λ< 2a P180 矩形波导中最常用的一种横电波是 TE10

电磁波能量向前传送的实质是（分布L和C充放电过程）。

4.4 电磁波与天线

P180 电磁波在波导里的传播方式：窄壁斜反射而曲折前进

P187 电磁波在空间任意点的电场向量与磁场向量垂直，并与传播方向垂直叫什么波？横电磁波。在空间中传播的电磁波为（横电磁波或TEM波） P188 电磁波在真空传播的速度？ 光速

P188 水平极化：极化波的电场与地面平行；垂直极化：电场与地面垂直。 电磁波的极化方向是（电场方向）。

P189 电磁波只能在绝缘体中传播而不能在导体中传播。射向导体全反射。 无线电波的传播方式可分为天波，地波，空间波和散射波。

P190 地波（表面波）：最佳辐射波是垂直极化波，使用频率一般低于2MHz。 地面导电系数越小、电磁波频率越高，损耗越大。中波主要利用地波传播。 P190 天波：由电离层反射到接收点。短波主要利用天波传播。

电离层对电磁波的折射与电磁波频率、电离层的电子密度及入射角有关。频率高不易折射，容易穿透。电子密度越大，越易折射；入射角越大，越易折射。

P192 空间波：沿视线直接传播到接收点。包括直达波和地面反射波。超短波是利用空间波来传播的。 P193 电磁波传播特点

超长波(VLF)、长波(LF)用地波和天波为主。传输稳定距离远。由于波段窄不能容纳大量电台。这两个波段天波干扰最大。由于超长波还可以深入水下一定距离，可供潜艇导航用。

中波（MF）地面对中波的吸收比长波大，所以地波传输比长波的距离近。白天电离层对中波吸收较大，因此，白天中波不能用来有效的传播。夜间电离层对 的吸收大为减小，因此，夜间中波的天波可以比地波传播的更远。中波以地波传播方式为主。无线电罗盘使用中长波波段。

短波（HF）主要利用天波传播。受电离层变化影响特别明显，导致传播不稳定，产生衰减现象。短波有时会出现静区。

超短波（VHF）只能利用空间波传输。地波衰减快，天波穿透电离层。受天线干扰小，保密性好。 我们把张角为180°的λ/4开路线作为天线或组成天线的基本单元。

发射天线和接收天线的摆放方向应该在同一极化方向上，这样接收信号最强。

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天线的种类：半波振子（偶极）天线，垂直天线，环形天线，引向天线，平板缝隙天线。

1. 半波振子天线向外辐射的是水平极化波。通过天线的平面内其方向图呈“8”字形。应用在机载无线电高度表。 半波振子天线在与天线平行平面内的辐射是具有方向性的；在与垂直平面内的辐射是全向的，无方向性的。 2. λ/4垂直天线在水平平面内的辐射是全向的，是无方向性的辐射图形。

调幅（AM）广播电台使用的就是垂直天线。一些广播电台的天线周围的地面上铺设有金属导电网，这一金属网称为地网，它产生镜像效应，使天线的总辐射功率增强。

在飞机上，垂直天线的应用也相当广泛，工作在VHF上的一些机载无线电设备常采用刀形天线。这种类型的天线相当于1/4波长的垂直天线。刀形天线的应用：VHF通信系统，DME、应答机等。频率越高，天线的尺寸越小。 3. 环形天线的特点：环形的直径（对角线）远小于信号的波长。 环形天线的方向图是“8”字形。应用在机载ADF接收机上。

4. 引向天线是一种常用的米波和分米波天线，它具有结构简单、方向性好、频带宽等特点。电视室外接收天线几

乎都是引向天线。安装于跑道的航向/下滑天线和指点信标的地面台天线就是由引向天线阵构成的。 引向天线通常由有源半波振子天线再附加反射器和引向器构成。有源半波振子天线作为驱动单元。反射器的作用是将驱动单元的辐射能量反射回去，使另外一个方向上的辐射强度加强。引向器的作用是将驱动单元的辐射能量在某一方向上加强。

加入反射器和引向器后，使引向天线的方向性增强。引向器越多，方向性越强。但实际上，一般最多有12个引向器。 5. 气象雷达天线：平板缝隙天线，具有良好的方向性。 天线参数：天线增益（G），波瓣张角a，前后比。

1. 天线增益：反映其主要辐射方向上所产生的场强大小。它是一个相对值，一般以半波振子天线作为参考。天线在主要辐射方向上的有功功率PF与半波振子天线主要辐射方向上的有功功率PD之比的对数。单位：dB。公式：G=10logPF/PD。如果用电压之比计算，则为:G=20logUF/UD。

2. 波瓣张角a：在水平或垂直辐射方向上，辐射场强沿波瓣的走向逐渐下降，在下降到70.7%（两个半功率点）的两个点与天线中心的连线之间的夹角a称为波瓣张角。显然，该角越小，天线的方向性越强，天线辐射的能量越集中。

3. 前后比：主辐射方向上的功率或电压PF（UF）与反方向上的功率或电压Pr（Ur）之比的对数。单位：dB。 公式：r=10logPF/Pr r=20logUF/Ur

4.5 无线电发射机

P204 发射机的基本组成：振荡，调制，放大器 P205 高频振荡器产生高频信号做载波。 将低频信号附加在高频载波上的过程成为调制。

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用低频信号控制载波的振幅，使载波振幅随低频信号的瞬时值变化，成为调幅。 用低频信号控制载波的频率，使载波频率随低频信号的瞬时值变化，成为调频。 在幅度调制中，载波的幅度随音频信号的幅度而变化，而其频率保持不变。 调频信号是载波的频率随被调信号的幅值变化，载波振幅不变

调幅信号中包含有三个不同频率的正弦分量：1.fc（载频分量，其振幅等于原来载波的振幅Ucm）；2.fc+F（上边频，m/2Ucm）；3.fc-F（下边频，m/2Ucm）。调幅信号的带宽等于低频信号所包含的最高频率的两倍。（即W=2fc） P209 实际调幅波的平均调制系数m远小于1.

m（调幅系数）不能大于1，否则出现过调幅，造成信号失真。

将普通调幅信号抑除不包含信息的载波成分，只发射包含有用信息的上、下边带，形成抑制载波（AM-SC）的双边带调幅（DSB）。

P210 单边带调制（SSB）的优点是？ ①提高的频带利用率，解决信道拥挤问题；②节省功率；③减小由于选择性衰落引起的信号失真。

调幅信号带宽等于最高调制频率这是什么调幅：SSB（单边带调幅） 高频电路中的SSB属于（调幅波）。 P210 高电平调幅工作在丙类功率放大极。

P211 低电平调幅主要方法：平方律调幅、模拟乘积调幅和斩波调幅。 平方律调幅是利用晶体管或场效应管等的非线性特性实现的。

平方律调幅工作在甲类非线性状态，效率不高，是常用的低电平调幅方法。 P213 调频指数（mf），它表示调频时最大的相位偏移。 调频指数计算 mf=Δf/F ；Δf—频偏，F—低频调制信号的频率 P214 调频信号带宽W计算公式 W = 2（mf +1）F = 2（Δf + F）

因为W = 2（mf +1）F，当mf<<1时：W≈2F；当mf>>1时：W≈2mf.F。由此可知，在调频指数很小的情况下，调频信号的带宽接近于调幅信号的带宽；在调频指数很大的情况下，调频信号的带宽约为调幅信号的mf倍。

P215 高频功率放大器一般采用LC谐振回路作负载，因为具有选频和阻抗变换功能，可使放大器得到最佳的匹配阻抗，从而获得大的功率增益，并通过回路的滤波作用，使信号波形的失真得到改善。 P215 高频功放工作在丙类工作状态。

高频放大的主要目的：输出功率大，效率高。通常选择在弱过压工作状态。 P216 高频功率放大器的组成？ 晶体管、谐振回路和直流供电电路

P218 高频功率放大器的工作状态：负载阻抗变化时，放大器工作状态由“欠压”到“临界”逐渐过渡到“过压”。 临界状态：功率最大，效率较高；弱过压状态：功率高，效率高。 要求输出电压稳定时，工作在过压状态。

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收音机的AM频率为465Hz，波段为540—1600Hz，则需要频率为（1005—2065Hz）。

4.6 无线电接收机

P219 超外差接收机的基本组成：混频，放大，检波。接收机的中频频率是固定的。 P219 谐振放大器作高频放大器时，只能抑制远离工作频率的干扰，但不能抑制邻道干扰。

高频放大器也有放大的作用，但接收机中设置高频放大器主要目的不是提高放大能力，而是提高接收机的信噪比。 P220 中频放大器采用较复杂的谐振回路，提高邻道干扰的抑制能力。 中频放大器的输出谐振特性曲线近似为矩形，说明电路的（选择性好）。 P221 通常把变频器中的非线性元件与中频带通滤波器合在一起，称混频器。

P222 在接收机中，选择低中频可以提高中频放大器的稳定放大系数，抑制邻道干扰；选择高中频，有利于抑制镜像干扰。

P223 超外差式接收机输入信号频率高了一倍，则中频输出（不变）。 P223 镜像频率计算 fp = fs+2*fIF = fs+2(fc-fs) = 2fc-fs

变频器中输入信号fS=535KHZ 本振信号fC=1000KHZ 问镜像频率fp= 1465 KHz

P225 调幅信号的解调采用检波的方法，由检波器完成；小信号检波也称为平方律检波，是利用二极管伏安特性曲线的弯曲部分；大信号检波是利用二极管导通和截止的非线性作用来实现检波。

为了使接收机输出尽量平稳，接收机中通常采用自动增益控制电路（AGC）来控制接收机的增益。基本工作原理是：根据接收机中频放大器输出电平的高低来自动调节高、中频电路的增益，当接收机在输入信号很强时使增益减小，而在输入信号较弱时使增益较大，从而保持接收机输出电平的稳定。 对调频信号的解调采用鉴频的方法，由鉴频器完成。 P230 鉴频器常用的有:斜率、相位、比例、锁相环鉴频器。

P230 斜率鉴频器中两个次级调谐回路频率和中心频率的关系：斜率鉴频器中两个次级回路分别调谐于ω1和ω2，问中心频率ωo？ ωo=(ω1+ω2)/2

P232 比例鉴频器增加了什么？有什么作用？ 大电容，限幅。（与相位鉴频器相比较）

P232锁相环鉴频器的组成：鉴相器（相位比较器）、压控振荡器、分频器、30Hz环路滤波电路 其实就是个低通滤波器。

P233 AFC如何实现作用：利用频率误差信号的反馈作用去控制振荡器的频率，使其稳定。 既能调制又解调的是什么？ 检波。 包络检波器用于（调幅波）

倍频器由（非线形元件和滤波电路）组成。

无线电发射机的信号输出依靠（天线）。 （电视）只能作为接收机使用。

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