线与建筑物之间的距离有关,还和频率有关。例如有一个建筑物,其高度为10米,在建筑物后面距离200米处,接收的信号质量几乎不受影响,但在100米处,接收信号场强比无建筑物时明显减弱。注意,诚如上面所说过的那样,减弱程度还与信号频率有关,对于216 ~ 223兆赫的射频信号,接收信号场强比无建筑物时低16dB,对于670兆赫的射频信号,接收信号场强比无建筑物时低20dB。如果建筑物高度增加到50米时,则在距建筑物1000米以内,接收信号的场强都将受到影响而减弱。也就是说,频率越高、建筑物越高、接收天线与建筑物越近,信号强度与通信质量受影响程度越大;相反,频率越低,建筑物越矮、接收天线与建筑物越远,影响越小。 因此,选择基站场地以及架设天线时,一定要考虑到绕射传播可能产生的各种不利影响,注意到对绕射传播起影响的各种因素。
无线电信号是怎样发送和接收的? 发送:
无线电通信是利用电磁波在空间的传播来传递信息的。 电磁波又是怎样把信息传递出去的呢?我们以话音为例说明无线电信号发送的基本原理:
我们知道,人的耳朵能听到频率大约在20~20千赫兹范围内的声音,通常把这一频率范围称为音频。声波在空气中传播的速度很慢,大约每秒传播340米,而且衰减很快,一个人无论怎样高声喊叫,他的声音也不会传得太远就是这个原因。为了把
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声音传递到几公里以外甚至更远,常用的方法是把声音变成电信号,然后,再设法把电信号传递出去。将声音变成电信号的任务一般由话筒来完成。当指挥员对着话筒讲话时,话筒就输出相应的电压,这个电压的变化规律与声音的变化规律相同。经过话筒变换后的电信号怎样才能传输到很远处呢?
我们知道,交变的电磁振荡可以利用天线向空中辐射。但是天线必须要有合适的尺寸,无线电波才可以有效辐射。具体地说,天线长度必须和电磁振荡波的波长相比拟,才能高效地辐射电磁振荡。
声音信号的频率约为20赫兹~20000赫兹,其波长范围为15千米~15000千米,想要制造出与此尺寸相当的天线显然是很困难的。因此,直接把音频信号辐射到空中去也并不容易,即使辐射出去,各个电台所发出的声音信号频率都几乎相同,它们在空中混在一起,收听者也是无法选择所要接收的信号的。
人们发现,在实际生活中男声不如女声传的远,而女声的频率的确比男生的频率高,那么“在一定条件下,高频比低频传得远”这个结论便产生了,科学家们随后产生了这样一个设想:如果要达到同一个目的地,走路肯定不如坐车快,而且还需要一定的体力,如果传送低频(音频)也能够象坐车那样,到地方再下车,不就完成了低频(音频)的远传了吗?因此,便又产生了使用不同的高频电磁波,把音频信号“寄载”到这种高频电磁波上,由天线发射出去。这样,不同的发射机可以采用不同的高频电磁
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波频率,使彼此互不干扰,这样,天线的尺寸不是也可以设计的比较小了吗?
实践证明,科学家的设想是非常正确的。无线电发射机便是实现这个设想的综合体;它产生高频,完成声与电的转换;还完成低频与它的“寄载”,最后,经过天线把一个合成的电磁波送入了太空。
发射机中,产生高频电磁波的部分叫做“高频振荡器”,把音频信号“寄载”(用音频信号去控制高频振荡的某一参数)到高频振荡波上的过程叫做“调制”,经过调制以后的高频振荡波称为“已调信号”。利用传输线把已调信号送到天线上,就可以把已调信号辐射出去,传送到远方。综合归纳起来,发射机必须完成四大任务:
(1)把声音变换成电信号。 (2)产生一定功率的高频振荡波。
(3)用音频信号去控制高频振荡波的某一参数,即调制。 (4)发送电磁波。
要完成这四项任务,发射机必须包括发送端变换器(发话时为话筒)、高频振荡器、调制器、高频放大器、发射天线和电源。
接收:
无线电波传输到接收地点后,接收机的任务是把空中传送来的电磁波接收下来,并把它恢复成为原来的信号。
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接收电磁波的任务是由接收天线来完成的。
这里需要注意的是,由于无线电台的数量很多,在同一时间里接收天线所接收到的信号中,不仅包括我们希望收到的电台信号,还包括着若干个我们不需要收听的其他频率的信号。这些无线电波之所以采用了各种不同的载波频率,其目的就是让接收者按照电台载波频率的不同,设法“选择”出自己所要接收的信号。
因此,“选择性”成为无线电接收机质量的一个重要指标。 由接收机中的“选择性电路”选择所要接收的某个电台发射的电磁波,利用它直接去推动耳机(收信装置)是不行的,还必须先去掉它曾经被“寄载”的高频,把它恢复成原来的音频信号。这种从高频电磁波中检取出音频信号的过程叫做解调,相应的部件叫做解调器。把检波器输出的音频信号送到耳机,才可以收听到所需要的信号,所谓“从汽车上下来的还是上车的那个人”,通信就实现了。
无线电是如何携带信息的?
要利用无线电进行通信,就必须让无线电波能携带信息,即把电磁波作为信息的载体,这就需要把基带信号加载到高频振荡信号上,实质上就是将基带信号搬移到高频载波上的上去(如人声如何通过无线电传播,上面已经介绍到)。这里介绍一下最基本的信号调制方式:
模拟调制:幅度调制(AM)、频率调制(FM)、相位调制
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