『壹』 雷達極化方式是指啥圓極化和線極化都啥意思
化就是底電磁波的偏振方式,分為線極化、橢圓極化、圓極化。線極化中,電場矢量不隨時間變化,又分為兩個方向的極化,即水平極化和垂直極化。水平極化指電磁波的電場矢量與入射面垂直,垂直極化指電磁波的電場矢量與入射面平行。改變雷達發射天線的方向就可以改變電磁波的極化方式。
如果發射的是水平極化方式的電磁波,與地物表面發生作用後會使電磁波極化方向產生不同程度的旋轉,形成水平和垂直兩個分量,用不同極化方式的天線接收,形成HH和HV兩種極化方式的圖像。若雷達發射的是垂直極化方式的電磁波,同理,會產生VV和VH兩種極化方式的圖像。
HH、VV又稱同極化,HV、VH稱為交叉極化。全極化是各種極化方式的綜合。
雷達極化的概念要從電磁波在空間傳播的特性來看.電磁波矢量沿一特定方向傳播(假設為+Z)方向傳播,則電場矢量和磁場矢量在垂直於+Z方向的平面(橫截面)上隨時間的變化而表現一定的軌跡,一般情況下,這種軌跡有一條線,對應的則為線極化;軌跡為一圓,對應的則為圓極化;通常軌跡為一橢圓,則稱為橢圓極化.電磁場理論中應該有嚴格的定義.雷達的極化就是研究電磁波的極化狀態對提高雷達性能的理論,包括極化測量技術和目標極化特徵研究等.
『貳』 請提供一下電波的一些信息.
無線電波是指在自由空間(包括空氣和真空)傳播的射頻頻段的電磁波。無線電技術是通過無線電波傳播聲音或其他信號的技術。
無線電技術的原理在於,導體中電流強弱的改變會產生無線電波。利用這一現象,通過調制可將信息載入於無線電波之上。當電波通過空間傳播到達收信端,電波引起的電磁場變化又會在導體中產生電流。 通過解調將信息從電流變化中提取出來,就達到了信息傳遞的目的。
[編輯]
發現
麥克斯韋最早在他遞交給英國皇家學會的論文《電磁場的動力理論》中闡明了電磁波傳播的理論基礎。他的這些工作完成於1861年至1865年之間。
赫茲(Heinrich Rudolf Hertz)在1886年至1888年間首先通過試驗驗證了麥克斯韋爾的理論。他證明了無線電輻射具有波的所有特性,並發現電磁場方程可以用偏微分方程表達,通常稱為波動方程。
1906年聖誕前夜,雷吉納德·菲森登(Reginald Fessenden)在美國麻薩諸塞州採用外差法實現了歷史上首次無線電廣播。菲森登廣播了他自己用小提琴演奏」平安夜「和朗誦《聖經》片段。位於英格蘭切爾姆斯福德的馬可尼研究中心在1922年開播世界上第一個定期播出的無線電廣播娛樂節目!
[編輯]
發明
關於誰是無線電台的發明人還存在爭議。
1893年,尼科拉·特斯拉(Nikola Tesla)在美國密蘇里州聖路易斯首次公開展示了無線電通信。在為」費城富蘭克林學院「以及"全國電燈協會」做的報告中,他描述並演示了無線電通信的基本原理。他所製作的儀器包含電子管發明之前無線電系統的所有基本要素。
馬可尼(Guglielmo Marconi)擁有通常被認為是世界上第一個無線電技術的專利,英國專利12039號,」電脈沖及信號傳輸技術的改進以及所需設備「 。
尼科拉·特斯拉1897年在美國獲得了無線電技術的專利。然而,美國專利局於1904年將其專利權撤銷,轉而授予馬可尼發明無線電的專利。這一舉動可能是受到馬可尼在美國的經濟後盾人物,包括愛迪生,安德魯·卡耐基影響的結果。1909年,馬可尼和卡爾·菲迪南德·布勞恩(Karl Ferdinand Braun)由於「發明無線電報的貢獻」獲得諾貝爾物理學獎。
1943年,在特斯拉去世後不久,美國最高法院重新認定特斯拉的專利有效。這一決定承認他的發明在馬可尼的專利之前就已完成。有些人認為作出這一決定明顯是出於經濟原因。這樣二戰中的美國政府就可以避免付給馬可尼公司專利使用費。
1898年,馬可尼在英格蘭切爾姆斯福德的霍爾街開辦了世界上首家無線電工廠,僱傭了大約50人。
[編輯]
無線電的用途
無線電的最早應用於航海中,使用摩爾斯電報在船與陸地間傳遞信息。現在,無線電有著多種應用形式,包括無線數據網,各種移動通信以及無線電廣播等。
以下是一些無線電技術的主要應用:
[編輯]
通信
[編輯]
聲音
* 聲音廣播的最早形式是航海無線電報。它採用開關控制連續波的發射與否,由此在接收機產生斷續的聲音信號,即摩爾斯電碼。
* 調幅廣播可以傳播音樂和聲音。調幅廣播採用幅度調制技術,即話筒處接受的音量越大則電台發射的能量也越大。這樣的信號容易受到諸如閃電或其他干擾源的干擾。
* 調頻廣播可以比調幅廣播更高的保真度傳播音樂和聲音。對頻率調制而言,話筒處接受的音量越大對應發射信號的頻率越高。調頻廣播工作於甚高頻段(Very High Frequency,VHF)。頻段越高,其所擁有的頻率帶寬也越大,因而可以容納更多的電台。同時,波長越短的無線電波的傳播也越接近於光波直線傳播的特性。
* 調頻廣播的邊帶可以用來傳播數字信號如,電台標識、節目名稱簡介、網址、股市信息等。在有些國家,當被移動至一個新的地區後,調頻收音機可以自動根據邊帶信息自動尋找原來的頻道。
* 航海和航空中使用的話音電台應用VHF調幅技術。這使得飛機和船舶上可以使用輕型天線。
* 政府、消防、警察和商業使用的電台通常在專用頻段上應用窄帶調頻技術。這些應用通常使用5KHz的帶寬。相對於調頻廣播或電視伴音的16KHz帶寬,保真度上不得不作出犧牲。
* 民用或軍用高頻話音服務使用短波用於船舶,飛機或孤立地點間的通訊。大多數情況下,都使用單邊帶技術,這樣相對於調幅技術可以節省一半的頻帶,並更有效地利用發射功率。
* 陸地中繼無線電(Terrestial Trunked Radio, TETRA)是一種為軍隊、警察、急救等特殊部門設計的數字集群電話系統。
[編輯]
電話
* 蜂窩電話或行動電話是當前最普遍應用的無線通信方式。蜂窩電話覆蓋區通常分為多個小區。每個小區由一個基站發射機覆蓋。理論上,小區的形狀為蜂窩狀六邊形,這也是蜂窩電話名稱的來源。當前廣泛使用的行動電話系統標准包括:GSM,CDMA和TDMA。少數運營商已經開始提供下一代的3G移動通信服務,其主導標准為UMTS和CDMA2000。
* 衛星電話存在兩種形式:INMARSAT 和 銥星系統。兩種系統都提供全球覆蓋服務。 INMARSAT使用地球同步衛星,需要定向的高增益天線。銥星則是低軌道衛星系統,直接使用手機天線
[編輯]
電視
* 通常的模擬電視信號採用將圖像調幅,伴音調頻並合成在同一信號中傳播。
* 數字電視採用MPEG-2圖像壓縮技術,由此大約僅需模擬電視信號一半的帶寬。
[編輯]
緊急服務
* 無線電緊急定位信標 (emergency position indicating radio beacons,EPIRBs), 緊急定位發射機或 個人定位信標是用來在緊急情況下對人員或測量通過衛星進行定位的小型無線電發射機。它的作用是提供給救援人員目標的精確位置,以便提供及時的救援。
[編輯]
數據傳輸
* 數字微波傳輸設備、衛星等通常採用正交幅度調制(Quadrature Amplitude Molation,QAM)。QAM調制方式同時利用信號的幅度和相位載入信息。這樣,可以在同樣的帶寬上傳遞更大的數據量。
* IEEE 802.11是當前無線區域網的標准。它採用2GHz或5GHz頻段,數據傳輸速率為11 Mbps或54 Mbps。
[編輯]
辨識
* 利用主動及被動無線電裝置可以辨識以及表明物體身分。
[編輯]
其它
* 業余無線電是無線電愛好者參與的無線電台通訊。業余無線電台可以使用整個頻譜上很多開放的頻帶。愛好者使用不同形式的編碼方式和技術。有些後來商用的技術,比如調頻,單邊帶調幅,數字分組無線電和衛星信號轉發器,都是由業余愛好者首先應用的。
[編輯]
導航
* 所有的衛星導航系統都使用裝備了精確時鍾的衛星。導航衛星播發其位置和定時信息。接收機同時接受多顆導航衛星的信號。接收機通過測量電波的傳播時間得出它到各個衛星的距離,然後計算得出其精確位置。
* Loran系統也使用無線電波的傳播時間進行定位,不過其發射台都位於陸地上。
* VOR系統通常用於飛行定位。它使用兩台發射機,一台指向性發射機始終發射並象燈塔的射燈一樣按照固定的速率旋轉。當指向型發射機朝向北方時,另一全向發射機會發射脈沖。飛機可以接收兩個VOR台的信號,從而通過推算兩個波束的交點確定其位置。
* 無線電定向是無線電導航的最早形式。無線電定向使用可移動的環形天線來尋找電台的方向。
[編輯]
雷達
* 雷達通過測量反射無線電波的延遲來推算目標的距離。並通過反射波的極化和頻率感應目標的表面類型。
* 導航雷達使用超短波掃描目標區域。一般掃描頻率為每分鍾兩到四次,通過反射波確定地形。這種技術通常應用在商船和長距離商用飛機上。
* 多用途雷達通常使用導航雷達的頻段。不過,其所發射的脈沖經過調制和極化以便確定反射體的表面類型。優亮的多用途雷達可以辨別暴雨、陸地、車輛等等。
* 搜索雷達運用短波脈沖掃描目標區域,通常每分鍾2-4次。有些搜索雷達應用多普勒效應可以將移動物體同背景中區分開來
* 尋的雷達採用於搜索雷達類似的原理,不過對較小的區域進行快速反復掃描,通常可達每秒鍾幾次。
* 氣象雷達與搜索雷達類似,但使用圓極化波以及水滴易於反射的波長。有些氣象雷達還利用多普勒效應測量風速。
[編輯]
加熱
* 微波爐利用高功率的微波對食物加熱。(註:一種通常的誤解認為微波爐使用的頻率為水分子的共振頻率。而實際上使用的頻率大概是水分子共振頻率的十分之一。)
[編輯]
動力
* 無線電波可以產生微弱的靜電力和磁力。在微重力條件下,這可以被用來固定物體的位置。
* 宇航動力: 有方案提出可以使用高強度微波輻射產生的壓力作為星際探測器的動力。
[編輯]
天文學
* 是通過射電天文望遠鏡接收到的宇宙天體發射的無線電波信號可以研究天體的物理、化學性質。這門學科叫射電天文學。
『叄』 射頻用途
畜牧業的管理系統、汽車防盜和無鑰匙開門系統的應用、 馬拉松賽跑系統的應用、自動停車場收費和車輛管理系統、自動加油系統的應用、酒店門鎖系統的應用、門禁和安全管理系統、智能物流管理系統。
射頻(RF)是Radio Frequency的縮寫,表示可以輻射到空間的電磁頻率,頻率范圍從300KHz~300GHz之間。射頻簡稱RF射頻就是射頻電流,它是一種高頻交流變化電磁波的簡稱。
每秒變化小於1000次的交流電稱為低頻電流,大於10000次的稱為高頻電流,而射頻就是這樣一種高頻電流。高頻(大於10K);射頻(300K-300G)是高頻的較高頻段;微波頻段(300M-300G)又是射頻的較高頻段。
(3)設計一個產生圓極化電磁波的裝置00未收錄未收錄未收錄擴展閱讀:
工作原理
系統的基本工作流程是:閱讀器通過發射天線發送一定頻率的射頻信號,當射頻卡進入發射天線工作區域時產生感應電流,射頻卡獲得能量被激活;射頻卡將自身編碼等信息通過卡內置發送天線發送出去。
系統接收天線接收到從射頻卡發送來的載波信號,經天線調節器傳送到閱讀器,閱讀器對接收的信號進行解調和解碼然後送到後台主系統進行相關處理;主系統根據邏輯運算判斷該卡的合法性,針對不同的設定做出相應的處理和控制,發出指令信號控制執行機構動作。
無線射頻識別系統的讀寫距離是一個很關鍵的參數。目前,長距離無線射頻識別系統的價格還很貴,因此尋找提高其讀寫距離的方法很重要。
影響射頻卡讀寫距離的因素包括天線工作頻率、閱讀器的 RF 輸出功率、閱讀器的接收靈敏度、射頻卡的功耗、天線及諧振電路的 Q 值、 天線方向、 閱讀器和射頻卡的耦合度,以及射頻卡本身獲得的能量及發送信息的能量等。大多數系統的讀取距離和寫入距離是不同的,寫入距離大約是讀取距離的 40%~80%。
參考資料來源:
網路-射頻
中國知網-射頻技術的應用
『肆』 無線電波包括什麼
無線電波是指在自由空間(包括空氣和真空)傳播的射頻頻段的電磁波。無線電技術是通過無線電波傳播聲音或其他信號的技術。
無線電技術的原理在於,導體中電流強弱的改變會產生無線電波。利用這一現象,通過調制可將信息載入於無線電波之上。當電波通過空間傳播到達收信端,電波引起的電磁場變化又會在導體中產生電流。 通過解調將信息從電流變化中提取出來,就達到了信息傳遞的目的。
以下是一些無線電技術的主要應用:
通信
聲音
* 聲音廣播的最早形式是航海無線電報。它採用開關控制連續波的發射與否,由此在接收機產生斷續的聲音信號,即摩爾斯電碼。
* 調幅廣播可以傳播音樂和聲音。調幅廣播採用幅度調制技術,即話筒處接受的音量越大則電台發射的能量也越大。這樣的信號容易受到諸如閃電或其他干擾源的干擾。
* 調頻廣播可以比調幅廣播更高的保真度傳播音樂和聲音。對頻率調制而言,話筒處接受的音量越大對應發射信號的頻率越高。調頻廣播工作於甚高頻段(Very High Frequency,VHF)。頻段越高,其所擁有的頻率帶寬也越大,因而可以容納更多的電台。同時,波長越短的無線電波的傳播也越接近於光波直線傳播的特性。
* 調頻廣播的邊帶可以用來傳播數字信號如,電台標識、節目名稱簡介、網址、股市信息等。在有些國家,當被移動至一個新的地區後,調頻收音機可以自動根據邊帶信息自動尋找原來的頻道。
* 航海和航空中使用的話音電台應用VHF調幅技術。這使得飛機和船舶上可以使用輕型天線。
* 政府、消防、警察和商業使用的電台通常在專用頻段上應用窄帶調頻技術。這些應用通常使用5KHz的帶寬。相對於調頻廣播或電視伴音的16KHz帶寬,保真度上不得不作出犧牲。
* 民用或軍用高頻話音服務使用短波用於船舶,飛機或孤立地點間的通訊。大多數情況下,都使用單邊帶技術,這樣相對於調幅技術可以節省一半的頻帶,並更有效地利用發射功率。
* 陸地中繼無線電(Terrestial Trunked Radio, TETRA)是一種為軍隊、警察、急救等特殊部門設計的數字集群電話系統。
電話
* 蜂窩電話或行動電話是當前最普遍應用的無線通信方式。蜂窩電話覆蓋區通常分為多個小區。每個小區由一個基站發射機覆蓋。理論上,小區的形狀為蜂窩狀六邊形,這也是蜂窩電話名稱的來源。當前廣泛使用的行動電話系統標准包括:GSM,CDMA和TDMA。少數運營商已經開始提供下一代的3G移動通信服務,其主導標准為UMTS和CDMA2000。
* 衛星電話存在兩種形式:INMARSAT 和 銥星系統。兩種系統都提供全球覆蓋服務。 INMARSAT使用地球同步衛星,需要定向的高增益天線。銥星則是低軌道衛星系統,直接使用手機天線
電視
* 通常的模擬電視信號採用將圖像調幅,伴音調頻並合成在同一信號中傳播。
* 數字電視採用MPEG-2圖像壓縮技術,由此大約僅需模擬電視信號一半的帶寬。
緊急服務
* 無線電緊急定位信標 (emergency position indicating radio beacons,EPIRBs), 緊急定位發射機或 個人定位信標是用來在緊急情況下對人員或測量通過衛星進行定位的小型無線電發射機。它的作用是提供給救援人員目標的精確位置,以便提供及時的救援。
數據傳輸
* 數字微波傳輸設備、衛星等通常採用正交幅度調制(Quadrature Amplitude Molation,QAM)。QAM調制方式同時利用信號的幅度和相位載入信息。這樣,可以在同樣的帶寬上傳遞更大的數據量。
* IEEE 802.11是當前無線區域網的標准。它採用2GHz或5GHz頻段,數據傳輸速率為11 Mbps或54 Mbps。
辨識
* 利用主動及被動無線電裝置可以辨識以及表明物體身份。
其它
* 業余無線電是無線電愛好者參與的無線電台通訊。業余無線電台可以使用整個頻譜上很多開放的頻帶。愛好者使用不同形式的編碼方式和技術。有些後來商用的技術,比如調頻,單邊帶調幅,數字分組無線電和衛星信號轉發器,都是由業余愛好者首先應用的。
導航
* 所有的衛星導航系統都使用裝備了精確時鍾的衛星。導航衛星播發其位置和定時信息。接收機同時接受多顆導航衛星的信號。接收機通過測量電波的傳播時間得出它到各個衛星的距離,然後計算得出其精確位置。
* Loran系統也使用無線電波的傳播時間進行定位,不過其發射台都位於陸地上。
* VOR系統通常用於飛行定位。它使用兩台發射機,一台指向性發射機始終發射並象燈塔的射燈一樣按照固定的速率旋轉。當指向型發射機朝向北方時,另一全向發射機會發射脈沖。飛機可以接收兩個VOR台的信號,從而通過推算兩個波束的交點確定其位置。
* 無線電定向是無線電導航的最早形式。無線電定向使用可移動的環形天線來尋找電台的方向。
雷達
* 雷達通過測量反射無線電波的延遲來推算目標的距離。並通過反射波的極化和頻率感應目標的表面類型。
* 導航雷達使用超短波掃描目標區域。一般掃描頻率為每分鍾兩到四次,通過反射波確定地形。這種技術通常應用在商船和長距離商用飛機上。
* 多用途雷達通常使用導航雷達的頻段。不過,其所發射的脈沖經過調制和極化以便確定反射體的表面類型。優亮的多用途雷達可以辨別暴雨、陸地、車輛等等。
* 搜索雷達運用短波脈沖掃描目標區域,通常每分鍾2-4次。有些搜索雷達應用多普勒效應可以將移動物體同背景中區分開來
* 尋的雷達採用於搜索雷達類似的原理,不過對較小的區域進行快速反復掃描,通常可達每秒鍾幾次。
* 氣象雷達與搜索雷達類似,但使用圓極化波以及水滴易於反射的波長。有些氣象雷達還利用多普勒效應測量風速。
加熱
* 微波爐利用高功率的微波對食物加熱。(註:一種通常的誤解認為微波爐使用的頻率為水分子的共振頻率。而實際上使用的頻率大概是水分子共振頻率的十分之一。)
動力
* 無線電波可以產生微弱的靜電力和磁力。在微重力條件下,這可以被用來固定物體的位置。
* 宇航動力: 有方案提出可以使用高強度微波輻射產生的壓力作為星際探測器的動力。
天文學
* 是通過射電天文望遠鏡接收到的宇宙天體發射的無線電波信號可以研究天體的物理、化學性質。這門學科叫射電天文學。
『伍』 電磁場與電磁波的問題:圓極化波從介質1入射到介質2,反射波為線極化,則入射角和入射方式分別是什麼
以布儒斯特角入射,即可滿足要求。
『陸』 基站怎麼不用圓極化
1、當無線電波的極化面與大地法線面之間的夾角從0~360°周期的變化,即電場大小不變,方向隨時間變化,電場矢量末端的軌跡在垂直於傳播方向的平面上投影是一個圓時,稱為圓極化。在電場的水平分量和垂直分量振幅相等,相位相差90°或270°時,可以得到圓極化。圓極化,若極化面隨時間旋轉並與電磁波傳播方向成右螺旋關系,稱右圓極化;反之,若成左螺旋關系,圓極化。
2、電波在空間傳播時,其電場矢量的瞬時取向稱為極化。極化方式有兩類:一種是線極化,一種是圓極化。其中在線極化方式下又分為水平極化和垂直極化;在圓極化方式下又分左旋圓極化和右旋圓極化。如果電波傳播時電場矢量的空間描出軌跡為一直線,它始終在一個平面內傳播,則稱為線極化波。線極化波又有水平極化波和垂直極化波之分。當電場強度方向垂直於地面時,此電波就稱為垂直極化波;當電場強度方向平行於地面時,此電波就稱為水平極化波。電波的極化特性取決於發射天饋系統的極化特性。接收天線必須與發射天線具有相同的極化和旋向特性,以實現極化匹配,從而接收全部能量。若部分匹配,則只能接收部分能量。
水平極化(H):水平極化是指衛星向地面發射信號時,其無線電波的振動方向是水平方向。
垂直極化(V):垂直極化是指衛星向地面發射信號時,其無線電波的振動方向是垂直方向。
所謂天線的極化,就是指天線輻射時形成的電場強度方向。當電場強度方向垂直於地面時,此電波就稱為垂直極化波;當電場強度方向平行於地面時,此電波就稱為水平極化波。由於電波的特性,決定了水平極化傳播的信號在貼近地面時會在大地表面產生極化電流,極化電流因受大地阻抗影響產生熱能而使電場信號迅速衰減,而垂直極化方式則不易產生極化電流,從而避免了能量的大幅衰減,保證了信號的有效傳播。因此,在移動通信系統中,一般均採用垂直極化的傳播方式。另外,隨著新技術的發展,現在大量採用雙極化天線。就其設計思路而言,一般分為垂直與水平極化和±45°極化兩種方式,性能上一般後者優於前者,因此目前大部分採用的是±45°極化方式。雙極化天線組合了+45°和-45°兩副極化方向相互正交的天線,並同時工作在收發雙工模式下,大大節省了每個小區的天線數量;同時由於±45°為正交極化,有效保證了分集接收的良好效果。
衛星接收天線上均裝有極化器,它是完成線極化或圓極化變化的器件。在結構上,基本上有兩種:一種是在波導內插入介質片,另一種是在圓波導中通過軸線的縱面內對稱插入多顆螺釘構成,也稱作移相器。所謂天線的極化,就是指天線輻射時形成的電場強度方向。當電場強度方向垂直於地面時,此電波就稱為垂直極化波;當電場強度方向平行於地面時,此電波就稱為水平極化波。由於電波的特性,決定了水平極化傳播的信號在貼近地面時會在大地表面產生極化電流,極化電流因受大地阻抗影響產生熱能而使電場信號迅速衰減,而垂直極化方式則不易產生極化電流,從而避免了能量的大幅衰減,保證了信號的有效傳播。下面的是引用的,可參考!
因此,在移動通信系統中,一般均採用垂直極化的傳播方式。另外,隨著新技術的發展,最近又出現了一種雙極化天線。就其設計思路而言,一般分為垂直與水平極化和±45°極化兩種方式,性能上一般後者優於前者,因此目前大部分採用的是±45°極化方式。雙極化天線組合了+45°和-45°兩副極化方向相互正交的天線,並同時工作在收發雙工模式下,大大節省了每個小區的天線數量;同時由於±45°為正交極化,有效保證了分集接收的良好效果。(其極化分集增益約為5dB,比單極化天線提高約2dB。)
http://www.txrjy.com/forum.php?mod=viewthread&tid=576049&highlight=%D4%B2%BC%AB%BB%AF 不是我所創,是我貼來的。
『柒』 設有電流振子和磁偶極子天線請問這2個天線如何實現圓極化電磁波的輻射
軸向模輻射或法向模輻射與螺旋的周長有關,當周長大於3/4個波長小於4/3個波長時,螺旋工作在軸向模,是否輻射圓極化和下面的式子有關:L(sina-1/p),當L(sina-1/p)=-1或者約等於-1時,螺旋軸向輻射圓極化波,其中:L是螺旋的圈長,a是螺旋的。
『捌』 什麼是電波
無線電波是指在自由空間(包括空氣和真空)傳播的射頻頻段的電磁波。無線電技術是通過無線電波傳播聲音或其他信號的技術。
無線電技術的原理在於,導體中電流強弱的改變會產生無線電波。利用這一現象,通過調制可將信息載入於無線電波之上。當電波通過空間傳播到達收信端,電波引起的電磁場變化又會在導體中產生電流。 通過解調將信息從電流變化中提取出來,就達到了信息傳遞的目的。
[編輯]
發現
麥克斯韋最早在他遞交給英國皇家學會的論文《電磁場的動力理論》中闡明了電磁波傳播的理論基礎。他的這些工作完成於1861年至1865年之間。
赫茲(Heinrich Rudolf Hertz)在1886年至1888年間首先通過試驗驗證了麥克斯韋爾的理論。他證明了無線電輻射具有波的所有特性,並發現電磁場方程可以用偏微分方程表達,通常稱為波動方程。
1906年聖誕前夜,雷吉納德·菲森登(Reginald Fessenden)在美國麻薩諸塞州採用外差法實現了歷史上首次無線電廣播。菲森登廣播了他自己用小提琴演奏」平安夜「和朗誦《聖經》片段。位於英格蘭切爾姆斯福德的馬可尼研究中心在1922年開播世界上第一個定期播出的無線電廣播娛樂節目!
[編輯]
發明
關於誰是無線電台的發明人還存在爭議。
1893年,尼科拉·特斯拉(Nikola Tesla)在美國密蘇里州聖路易斯首次公開展示了無線電通信。在為」費城富蘭克林學院「以及"全國電燈協會」做的報告中,他描述並演示了無線電通信的基本原理。他所製作的儀器包含電子管發明之前無線電系統的所有基本要素。
馬可尼(Guglielmo Marconi)擁有通常被認為是世界上第一個無線電技術的專利,英國專利12039號,」電脈沖及信號傳輸技術的改進以及所需設備「 。
尼科拉·特斯拉1897年在美國獲得了無線電技術的專利。然而,美國專利局於1904年將其專利權撤銷,轉而授予馬可尼發明無線電的專利。這一舉動可能是受到馬可尼在美國的經濟後盾人物,包括愛迪生,安德魯·卡耐基影響的結果。1909年,馬可尼和卡爾·菲迪南德·布勞恩(Karl Ferdinand Braun)由於「發明無線電報的貢獻」獲得諾貝爾物理學獎。
1943年,在特斯拉去世後不久,美國最高法院重新認定特斯拉的專利有效。這一決定承認他的發明在馬可尼的專利之前就已完成。有些人認為作出這一決定明顯是出於經濟原因。這樣二戰中的美國政府就可以避免付給馬可尼公司專利使用費。
1898年,馬可尼在英格蘭切爾姆斯福德的霍爾街開辦了世界上首家無線電工廠,僱傭了大約50人。
[編輯]
無線電的用途
無線電的最早應用於航海中,使用摩爾斯電報在船與陸地間傳遞信息。現在,無線電有著多種應用形式,包括無線數據網,各種移動通信以及無線電廣播等。
以下是一些無線電技術的主要應用:
[編輯]
通信
[編輯]
聲音
* 聲音廣播的最早形式是航海無線電報。它採用開關控制連續波的發射與否,由此在接收機產生斷續的聲音信號,即摩爾斯電碼。
* 調幅廣播可以傳播音樂和聲音。調幅廣播採用幅度調制技術,即話筒處接受的音量越大則電台發射的能量也越大。這樣的信號容易受到諸如閃電或其他干擾源的干擾。
* 調頻廣播可以比調幅廣播更高的保真度傳播音樂和聲音。對頻率調制而言,話筒處接受的音量越大對應發射信號的頻率越高。調頻廣播工作於甚高頻段(Very High Frequency,VHF)。頻段越高,其所擁有的頻率帶寬也越大,因而可以容納更多的電台。同時,波長越短的無線電波的傳播也越接近於光波直線傳播的特性。
* 調頻廣播的邊帶可以用來傳播數字信號如,電台標識、節目名稱簡介、網址、股市信息等。在有些國家,當被移動至一個新的地區後,調頻收音機可以自動根據邊帶信息自動尋找原來的頻道。
* 航海和航空中使用的話音電台應用VHF調幅技術。這使得飛機和船舶上可以使用輕型天線。
* 政府、消防、警察和商業使用的電台通常在專用頻段上應用窄帶調頻技術。這些應用通常使用5KHz的帶寬。相對於調頻廣播或電視伴音的16KHz帶寬,保真度上不得不作出犧牲。
* 民用或軍用高頻話音服務使用短波用於船舶,飛機或孤立地點間的通訊。大多數情況下,都使用單邊帶技術,這樣相對於調幅技術可以節省一半的頻帶,並更有效地利用發射功率。
* 陸地中繼無線電(Terrestial Trunked Radio, TETRA)是一種為軍隊、警察、急救等特殊部門設計的數字集群電話系統。
[編輯]
電話
* 蜂窩電話或行動電話是當前最普遍應用的無線通信方式。蜂窩電話覆蓋區通常分為多個小區。每個小區由一個基站發射機覆蓋。理論上,小區的形狀為蜂窩狀六邊形,這也是蜂窩電話名稱的來源。當前廣泛使用的行動電話系統標准包括:GSM,CDMA和TDMA。少數運營商已經開始提供下一代的3G移動通信服務,其主導標准為UMTS和CDMA2000。
* 衛星電話存在兩種形式:INMARSAT 和 銥星系統。兩種系統都提供全球覆蓋服務。 INMARSAT使用地球同步衛星,需要定向的高增益天線。銥星則是低軌道衛星系統,直接使用手機天線
[編輯]
電視
* 通常的模擬電視信號採用將圖像調幅,伴音調頻並合成在同一信號中傳播。
* 數字電視採用MPEG-2圖像壓縮技術,由此大約僅需模擬電視信號一半的帶寬。
[編輯]
緊急服務
* 無線電緊急定位信標 (emergency position indicating radio beacons,EPIRBs), 緊急定位發射機或 個人定位信標是用來在緊急情況下對人員或測量通過衛星進行定位的小型無線電發射機。它的作用是提供給救援人員目標的精確位置,以便提供及時的救援。
[編輯]
數據傳輸
* 數字微波傳輸設備、衛星等通常採用正交幅度調制(Quadrature Amplitude Molation,QAM)。QAM調制方式同時利用信號的幅度和相位載入信息。這樣,可以在同樣的帶寬上傳遞更大的數據量。
* IEEE 802.11是當前無線區域網的標准。它採用2GHz或5GHz頻段,數據傳輸速率為11 Mbps或54 Mbps。
[編輯]
辨識
* 利用主動及被動無線電裝置可以辨識以及表明物體身分。
[編輯]
其它
* 業余無線電是無線電愛好者參與的無線電台通訊。業余無線電台可以使用整個頻譜上很多開放的頻帶。愛好者使用不同形式的編碼方式和技術。有些後來商用的技術,比如調頻,單邊帶調幅,數字分組無線電和衛星信號轉發器,都是由業余愛好者首先應用的。
[編輯]
導航
* 所有的衛星導航系統都使用裝備了精確時鍾的衛星。導航衛星播發其位置和定時信息。接收機同時接受多顆導航衛星的信號。接收機通過測量電波的傳播時間得出它到各個衛星的距離,然後計算得出其精確位置。
* Loran系統也使用無線電波的傳播時間進行定位,不過其發射台都位於陸地上。
* VOR系統通常用於飛行定位。它使用兩台發射機,一台指向性發射機始終發射並象燈塔的射燈一樣按照固定的速率旋轉。當指向型發射機朝向北方時,另一全向發射機會發射脈沖。飛機可以接收兩個VOR台的信號,從而通過推算兩個波束的交點確定其位置。
* 無線電定向是無線電導航的最早形式。無線電定向使用可移動的環形天線來尋找電台的方向。
[編輯]
雷達
* 雷達通過測量反射無線電波的延遲來推算目標的距離。並通過反射波的極化和頻率感應目標的表面類型。
* 導航雷達使用超短波掃描目標區域。一般掃描頻率為每分鍾兩到四次,通過反射波確定地形。這種技術通常應用在商船和長距離商用飛機上。
* 多用途雷達通常使用導航雷達的頻段。不過,其所發射的脈沖經過調制和極化以便確定反射體的表面類型。優亮的多用途雷達可以辨別暴雨、陸地、車輛等等。
* 搜索雷達運用短波脈沖掃描目標區域,通常每分鍾2-4次。有些搜索雷達應用多普勒效應可以將移動物體同背景中區分開來
* 尋的雷達採用於搜索雷達類似的原理,不過對較小的區域進行快速反復掃描,通常可達每秒鍾幾次。
* 氣象雷達與搜索雷達類似,但使用圓極化波以及水滴易於反射的波長。有些氣象雷達還利用多普勒效應測量風速。
[編輯]
加熱
* 微波爐利用高功率的微波對食物加熱。(註:一種通常的誤解認為微波爐使用的頻率為水分子的共振頻率。而實際上使用的頻率大概是水分子共振頻率的十分之一。)
[編輯]
動力
* 無線電波可以產生微弱的靜電力和磁力。在微重力條件下,這可以被用來固定物體的位置。
* 宇航動力: 有方案提出可以使用高強度微波輻射產生的壓力作為星際探測器的動力。
[編輯]
天文學
* 是通過射電天文望遠鏡接收到的宇宙天體發射的無線電波信號可以研究天體的物理、化學性質。這門學科叫射電天文學。