無(wú)線電導(dǎo)航基礎(chǔ)

1、無(wú)線電導(dǎo)航基礎(chǔ)東苑電腦工作室目 錄一、串聯(lián)諧振與并聯(lián)諧振二、濾波器三、晶體管的高頻放大特性四、正弦波振蕩器五、頻率合成器六、發(fā)射機(jī)原理七、無(wú)線電頻率 八、接收機(jī)原理九、莫爾斯電報(bào)碼十、學(xué)習(xí)總結(jié)十一、深入學(xué)習(xí)調(diào)幅波十二、雙邊帶信號(hào)十三、單邊帶信號(hào)十四、調(diào)頻十五、頻分復(fù)用十六、學(xué)習(xí)總結(jié)十七、脈沖測(cè)距十八、時(shí)分復(fù)用十九、高頻電流通過(guò)導(dǎo)體二十、高頻傳輸線二十一、認(rèn)識(shí)阻抗圓圖二十二、同軸電纜二十三、高頻連接器二十四、天線二十五、半剛性電纜二十六、定向耦合器二十七、環(huán)行器52一、串聯(lián)諧振與并聯(lián)諧振1、串聯(lián)諧振串聯(lián)諧振電路由電感、電容和電阻串聯(lián)而成，見下圖。圖1 串聯(lián)諧振電路圖在串聯(lián)諧振電路中，電路的諧振頻

2、率為。當(dāng)輸入信號(hào)的頻率等于時(shí)，電路產(chǎn)生諧振。此時(shí)，串聯(lián)電路的阻抗=R，電抗為0，電路中出現(xiàn)電流最大值。也就是說(shuō)，在串聯(lián)諧振電路中，電路呈現(xiàn)為低電阻特性，即為一條通路。圖2 串聯(lián)諧振電流曲線圖 圖3 串聯(lián)諧振電壓曲線圖由于在諧振時(shí)，電路中電流很大，所以，在電容器上和電感線圈上產(chǎn)生有很高的諧振電壓，只不過(guò)二者大小相等，相位相反。二者電壓疊加后，總的電抗電壓是零。2、并聯(lián)諧振并聯(lián)諧振電路由電感、電容并聯(lián)而成，見下圖。并聯(lián)諧振電路的諧振頻率，也是。圖4 并聯(lián)諧振電路圖當(dāng)輸入信號(hào)的頻率等于時(shí)，電路產(chǎn)生并聯(lián)諧振。此時(shí)，并聯(lián)電路的總阻抗為極大值，電路中電流為0。 圖5 并聯(lián)諧振電流曲線圖也就是說(shuō)，在并聯(lián)諧振

3、電路中，電路呈現(xiàn)為高電阻特性，即阻擋該頻率信號(hào)通過(guò)的。 圖6 并聯(lián)諧振電壓曲線圖在并聯(lián)諧振時(shí)，在回路兩端將產(chǎn)生有很高的諧振電壓。3、在無(wú)方向信標(biāo)中，天線調(diào)諧線圈與天線一起構(gòu)成了串聯(lián)諧振電路。二、濾波器 1、什么叫濾波？當(dāng)信號(hào)通過(guò)一個(gè)系統(tǒng)時(shí)，在指定頻帶內(nèi)的信號(hào)允許通過(guò)，而在指定頻帶以外的信號(hào)被阻止，這就是濾波。允許通過(guò)的頻帶叫做通帶，不允許通過(guò)的頻帶叫做阻帶。 2、什么叫濾波器？濾波器是一種允許指定頻率范圍內(nèi)的頻帶信號(hào)通過(guò)，而不允許其它頻率信號(hào)通過(guò)的電路。濾波器的英文叫做Filter。 3、濾波器的分類從功能上分，有低通濾波器、高通濾波器，帶通濾波器，帶阻濾波器四種。低通濾波器是一種可以通過(guò)某一

4、頻率以下低頻信號(hào)，阻擋該頻率以上高頻信號(hào)的濾波器。高通濾波器是一種可以通過(guò)某一頻率以上高頻信號(hào)，阻擋該頻率以下低頻信號(hào)的濾波器。通帶和阻帶之間的分界頻率，叫做濾波器的截止頻率，用fc表示。 （1）理想低通濾波器 （2）理想高通濾波器圖7 理想低通濾波器、理想高通濾波器的幅頻曲線圖帶通濾波器是一種可以通過(guò)指定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)，阻擋該頻率范圍以外信號(hào)的濾波器。帶阻濾波器是一種阻擋指定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)，而對(duì)于該頻率范圍以外信號(hào)則可以通過(guò)的濾波器。 （1）理想帶通濾波器 （2）理想帶阻濾波器圖8 理想帶通濾波器、理想帶阻濾波器的幅頻曲線圖在上面，我們看到了理想濾波器要求幅頻特性在通帶內(nèi)為一個(gè)常數(shù)，在阻

5、帶內(nèi)為零，沒有過(guò)渡帶，即幅頻特性曲線為一個(gè)矩形，同時(shí)還要求群延時(shí)函數(shù)在通帶內(nèi)為一常量。非常遺憾的是，理想濾波器對(duì)應(yīng)的輸入輸出信號(hào)不是因果關(guān)系的，因此理想濾波器，在物理上是不可實(shí)現(xiàn)的。4、LC濾波器使用電感和電容器，可以方便地組成LC濾波器，見下圖所示。我們?cè)陔姽W(xué)中已經(jīng)學(xué)過(guò)，對(duì)于電感線圈來(lái)說(shuō)，頻率越高，感抗越大，高頻電流越不容易通過(guò)電感線圈；對(duì)于電容器來(lái)說(shuō)，頻率越高，容抗越小，高頻電流是容易通過(guò)電容器的。也就是說(shuō)，電感線圈具有通直流，阻交流的作用，頻率越高，阻力越大；電容器具有通交流，隔直流的作用，頻率越高，越容易通過(guò)電容器。據(jù)此，我們可以使用電感和電容器組成各種濾波器，以滿足保留有用頻率信號(hào)

6、，濾去雜波的需要。 （1）LC低通濾波器 （2）LC高通濾波器圖9 LC低通濾波器和LC高通濾波器的組成原理圖 （1）LC帶通濾波器 （2）LC帶阻濾波器圖10 LC低通濾波器和LC高通濾波器的組成原理圖 將串聯(lián)諧振電路和并聯(lián)諧振電路組合起來(lái)，還可以構(gòu)成戈形帶通濾波器，見下圖所示。圖11 LC帶通濾波器原理圖在實(shí)際工作中，低通濾波器和帶通濾波器應(yīng)用最多。5、構(gòu)建物理上可以實(shí)現(xiàn)的濾波器理想濾波器是不可實(shí)現(xiàn)的，在實(shí)踐中只能采用數(shù)學(xué)逼近的方法，最常用的數(shù)學(xué)逼近濾波器為切比雪夫?yàn)V波器。圖12 切比雪夫低通濾波器頻率特性圖三、晶體管的高頻放大特性1、高頻晶體管我們知道，晶體三極管是有電流放大作用的。在低

7、頻條件下，晶體三極管的共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)為：那么，在高頻電路中，晶體三極管還能起放大作用嗎？答案是肯定的。只不過(guò)在高頻電路中，隨著工作頻率的升高，三極管的共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)是逐漸下降的。當(dāng)下降到共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)的0.707倍時(shí)，我們稱此時(shí)的工作頻率為共發(fā)射極截止頻率。繼續(xù)升高工作頻率，當(dāng)電流放大系數(shù)值下降為1時(shí)，所對(duì)應(yīng)的工作頻率叫做特征頻率。在共基極放大電路中，共基極電流放大系數(shù)的定義如下： 通常，在0.980.995之間，可近似認(rèn)為。當(dāng)升高工作頻率時(shí)，也將開始下降，當(dāng)下降到共基極直流電流放大系數(shù)的0.707倍時(shí)，對(duì)應(yīng)的工作頻率叫做共基極截止頻率。二者比較，則有。也就是說(shuō)，

8、在晶體管放大電路中，共基極放大電路的截止頻率比共發(fā)射極放大電路的截止頻率要高。特征頻率與、的關(guān)系為： 現(xiàn)在，普通三極管的特征頻率大都在100MHz以上，可以認(rèn)為，其共發(fā)射極截止頻率均在500kHz以上。晶體管放大器早已廣泛應(yīng)用于中波、短波、VHF、UHF等頻段，在通信、導(dǎo)航、廣播等領(lǐng)域發(fā)揮著巨大作用。2、微波晶體管目前，微波晶體三極管的最高特征頻率可以達(dá)到為7GHz，使用砷化鎵制成的肖特基勢(shì)壘柵場(chǎng)效應(yīng)管，其最高工作頻率可以達(dá)到18GHz。同樣，在微波波段也在廣泛應(yīng)用著晶體管放大器。3、高頻放大器在使用晶體三極管組作高頻放大器時(shí)，不僅表現(xiàn)為交流電流放大系數(shù)下降，而且，由于電路分布電容的影響，還容

9、易寄生振蕩。那么，如何構(gòu)成三極管高頻放大器呢？在晶體管放大電路中，共基極放大電路受晶體管極間分布電容的影響最小，其高頻放大性能最好。所以，在高頻放大器中，廣泛使用共基極放大器，或者共基共發(fā)級(jí)聯(lián)放大器，以提高放大器的工作穩(wěn)定性。高頻放大器通常都是窄頻帶放大器，在其輸出端連接有調(diào)諧電路，起選頻作用?？紤]到高頻放大器的工作穩(wěn)定性，在設(shè)計(jì)時(shí)，通常將其電壓放大倍數(shù)設(shè)計(jì)的比較低，大約為十幾個(gè)dB。4、場(chǎng)效應(yīng)管也可以用于制成高頻放大器使用場(chǎng)效應(yīng)管制成的高頻放大器，與晶體三極管相比，具有線性好、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)。因此，場(chǎng)效應(yīng)管更多用在接收機(jī)中做第一級(jí)高頻放大器，其主要作用是降低噪聲，降低干擾，提高靈敏度。5、高頻

10、功率放大器高頻功率放大器的作用是放大高頻已調(diào)波信號(hào)，并送到發(fā)射天線上。高頻功率放大器采用的是高頻大功率三極管，可以采用的放大器形式有單管功率放大器、雙管推挽功率放大器、或者BTL功率放大器。同樣，高頻功率放大器的輸出端同樣需要連接諧振電路，或者帶通濾波電路，選出已調(diào)波，送到發(fā)射天線上。對(duì)于高頻功率放大器來(lái)說(shuō)，它的一個(gè)最重要的技術(shù)指標(biāo)，就是放大器的輸出功率。目前，由于單個(gè)晶體管最大耗散功率比較低，因此，單管功率放大器最大輸出功率只能做到100瓦。采用功率合成技術(shù)，可以將多個(gè)功率放大器的輸出電壓同相位疊加到一起，可以形成更大的輸出功率。因此，在大功率發(fā)射機(jī)廣泛采用功率合成技術(shù)，以產(chǎn)生幾百瓦，以至于

11、幾千瓦，甚至更高的輸出功率。四、正弦波振蕩器1、產(chǎn)生高頻信號(hào)的方法要產(chǎn)生高頻信號(hào)，必須要有振蕩器。2、什么是正弦波振蕩器能產(chǎn)生正弦波的裝置叫做正弦波振蕩器。3、高頻振蕩器的構(gòu)成高頻振蕩器通常使用石英晶體作為振蕩元件，使用晶體三極管作為振蕩器的放大器件，通過(guò)正反饋構(gòu)成振蕩器。4、什么是晶體振蕩器使用石英晶體作為振蕩元件構(gòu)成的振蕩器叫做晶體振蕩器，晶體振蕩器具有很高的頻率穩(wěn)定度。5、晶體振蕩器的用途在發(fā)射機(jī)中，使用晶體振蕩器構(gòu)成頻率合成器，為發(fā)射機(jī)提供更多、更方便的載波頻率。五、頻率合成器1、什么是頻率合成器頻率合成器是一種使用晶體振蕩器產(chǎn)生的基準(zhǔn)頻率，并能通過(guò)內(nèi)部運(yùn)算電路，產(chǎn)生一系列高頻率穩(wěn)定度

12、離散頻率的電路?，F(xiàn)代頻率合成器，幾乎無(wú)一例外地全部使用鎖相環(huán)技術(shù)完成頻率運(yùn)算工作的，頻率合成器產(chǎn)生的離散頻率具有與基準(zhǔn)頻率相同的頻率穩(wěn)定度。對(duì)于發(fā)射機(jī)來(lái)說(shuō)，可以認(rèn)為，頻率合成器就是產(chǎn)生載波的地方。2、頻率合成器的構(gòu)成頻率合成器通常是由晶體振蕩器、固定分頻器、可變分頻器、混頻器、鎖相環(huán)等組成。簡(jiǎn)單的頻率合成器可以由一個(gè)單片頻率合成器集成電路構(gòu)成?，F(xiàn)代頻率合成器通常都是計(jì)算機(jī)控制的，具備有單板計(jì)算機(jī)、或單片計(jì)算機(jī)、或者PC接口，通過(guò)鍵盤完成改變輸出頻率的任務(wù)。六、發(fā)射機(jī)原理1、什么是電磁波？電磁波是一種客觀存在的一種運(yùn)動(dòng)物質(zhì)，它是能量的一種傳輸形式。當(dāng)在一根導(dǎo)線中通過(guò)高頻電流時(shí)，在導(dǎo)線周圍的空間，

13、就會(huì)產(chǎn)生電磁波。電磁波會(huì)向四周擴(kuò)散，把導(dǎo)線中的高頻能量向外輻射傳播。電磁波是由電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替變化形成的。2、無(wú)線電波根據(jù)國(guó)家規(guī)定，3000GHz以下的電磁波叫做無(wú)線電波。3、電波的極化電磁波在傳播過(guò)程中，電場(chǎng)是按一定方向振動(dòng)的，這就是電波的極化現(xiàn)象。如果電場(chǎng)的振動(dòng)方向平行于地面，那么這種電磁波叫做水平極化波；如果電場(chǎng)的振動(dòng)方向垂直于地面，那么這種電磁波叫做垂直極化波。4、什么叫調(diào)制？高頻振蕩電壓本身是不含有任何有用信息的。為了傳播話音信息，人們把話音信號(hào)加到無(wú)線電波上，讓話音信號(hào)跟隨著無(wú)線電波送到遙遠(yuǎn)的地方，這種方法叫做調(diào)制。通俗地講，調(diào)制就是將音頻信號(hào)加到高頻振蕩電壓上去的過(guò)程。5、調(diào)制信號(hào)

14、我們把需要運(yùn)載的音頻信號(hào)叫做調(diào)制信號(hào)。6、載波用來(lái)運(yùn)載音頻信號(hào)的高頻振蕩電壓稱之為載波。7、什么叫調(diào)幅？控制載波的幅度，使之隨著要傳送的音頻信號(hào)成比例地變化，那么就可以說(shuō)是將信號(hào)加到載波上了，這個(gè)過(guò)程叫做調(diào)幅。調(diào)幅，通常用英文字母“AM”表示。這種幅度隨著音頻信號(hào)變化的高頻信號(hào)被稱之為調(diào)幅信號(hào)，也叫做調(diào)幅波。音頻信號(hào)、高頻載波以及調(diào)幅波的波形如下圖所示。圖13 調(diào)幅的過(guò)程從圖中可以看出來(lái)，調(diào)幅波是載波振幅按照調(diào)制信號(hào)的大小成線性變化的高頻振蕩信號(hào)。它的載波頻率不變，也就是說(shuō)，每一個(gè)高頻波的周期是相等的，因而波形的疏密程度均勻一致，與未調(diào)制的載波波形疏密程度是相同的。調(diào)幅信號(hào)經(jīng)過(guò)高頻放大后，產(chǎn)生

15、的高頻電流流過(guò)天線時(shí)，就形成電磁波向外發(fā)射，經(jīng)過(guò)空間傳播到接收機(jī)天線，由接收機(jī)還原成音頻信號(hào)。8、發(fā)射機(jī)的構(gòu)成形式因?yàn)榻M成結(jié)構(gòu)不同，發(fā)射機(jī)可分為單級(jí)振蕩式和主振放大式。單級(jí)振蕩式僅用于使用磁控管構(gòu)成的雷達(dá)發(fā)射機(jī)，不過(guò)這種發(fā)射機(jī)已經(jīng)被淘汰了。主振放大式發(fā)射機(jī)應(yīng)用極為廣泛，現(xiàn)代發(fā)射機(jī)全部為主振放大式發(fā)射機(jī)。圖14 主振放大式發(fā)射機(jī)之一圖15 主振放大式發(fā)射機(jī)之二9、調(diào)幅發(fā)射機(jī)的組成從組成原理上說(shuō)，調(diào)幅發(fā)射機(jī)是由振蕩器、調(diào)制器、功率放大器組成的。為了進(jìn)一步提高調(diào)幅發(fā)射機(jī)的工作效率，現(xiàn)代調(diào)幅發(fā)射機(jī)大多為脈寬調(diào)制式發(fā)射機(jī)。10、發(fā)射機(jī)的主要工作參數(shù)發(fā)射機(jī)最重要的工作參數(shù)有三個(gè)：發(fā)射頻率，發(fā)射功率，調(diào)制方

16、式。11、全固態(tài)發(fā)射機(jī)全固態(tài)發(fā)射機(jī)指的是全部由半導(dǎo)體器件組成的發(fā)射機(jī)，也就是說(shuō)整機(jī)不含有一只電子管?，F(xiàn)代無(wú)線電發(fā)射機(jī)，不論是雷達(dá)、通信、導(dǎo)航設(shè)備，其發(fā)射機(jī)均為全固態(tài)發(fā)射機(jī)。七、無(wú)線電頻率1、無(wú)線電波的頻率和波長(zhǎng)無(wú)線電波在一秒之內(nèi)變化的次數(shù)叫做無(wú)線電波的頻率，無(wú)線電波在變化一周的時(shí)間內(nèi)所傳播的距離叫做波長(zhǎng)，以表示。頻率和波長(zhǎng)之間有如下關(guān)系：或者 例如1000千赫茲它的波長(zhǎng)是多少呢？ 300米所以，頻率越高波長(zhǎng)越短，頻率越低波長(zhǎng)越長(zhǎng)。無(wú)線電波按頻率（或波長(zhǎng)）可以劃分為幾個(gè)不同的波段，如下表所示。表1 波段的劃分波段波長(zhǎng)頻率主要用途長(zhǎng)波（LW）100010000米30300kHz導(dǎo)航中波（MW）10

17、01000米300 kHz3MHz導(dǎo)航，廣播短波（SW）10100米330 MHz通信，廣播超短波110米 30300 MHz廣播，電視，導(dǎo)航，通信微波1毫米1米300 MHz300GHz雷達(dá)，電視，導(dǎo)航，通信1MHz=1000kHz=1000,000Hz無(wú)線電波按頻段進(jìn)行劃分時(shí)，對(duì)應(yīng)的頻段名稱如下表所示。表2 頻段的劃分段號(hào)頻段名稱頻段范圍波長(zhǎng)范圍1低頻（LF）30300 KHz101千米2中頻（MF）3003000 KHz101百米3高頻（HF）330 MHz10010米4甚高頻（VHF）30300 MHz101米5特高頻（UHF）3003000 MHz101分米6超高頻（SHF）330

18、GHz101厘米7極高頻（EHF）30300 GHz101毫米2、長(zhǎng)波長(zhǎng)波傳播特點(diǎn)是：長(zhǎng)波以天波或地波的形式傳播，地面對(duì)它吸收弱，白天和晚上傳播，變化較小，比較穩(wěn)定。到目前為止，我國(guó)沒有長(zhǎng)波廣播電臺(tái)。無(wú)方向信標(biāo)工作在長(zhǎng)波波段。3、中波中波傳播的特點(diǎn)是：中波也是以天波或地波的形式傳播，但地面對(duì)中波吸收更強(qiáng)，所以沿地球表面?zhèn)鞑ヂ烦滩贿h(yuǎn)。白天與夜間對(duì)中波的影響也比較大，一般夜里收聽效果比白天好，白天收聽不到的中波電臺(tái)，夜間可能收到。中波適用于傳播距離不太遠(yuǎn)的電臺(tái)，我國(guó)國(guó)內(nèi)廣播一般用中波。4、短波短波傳播的特點(diǎn)是：地面對(duì)短波吸收很強(qiáng)，沿地球表面只能傳播幾十公里。它的傳播主要是依靠地球外的電離層與地面間

19、的來(lái)回反射，因此可以傳得很遠(yuǎn)，見下圖所示。圖16 短波的傳播由于短波依靠電離層的反射，所以受季節(jié)、日夜、氣候變化影響比較大，信號(hào)強(qiáng)弱變化顯著，聲音常常一會(huì)兒大，一會(huì)兒小。短波多用于遠(yuǎn)距離通信和廣播。短波是無(wú)線電通信的黃金波段，在短波段活躍著大量的短波電臺(tái)，大多數(shù)是航海電臺(tái)，除此之外，還有業(yè)余無(wú)線電臺(tái)等。5、甚高頻在這個(gè)頻段中，電磁波一般只能在空間直線傳播，因此它的傳播距離比較近，電視和調(diào)頻廣播都用VHF頻段。對(duì)空通信采用VHF頻段。6、我國(guó)常用無(wú)線電業(yè)務(wù)的頻率范圍表3 我國(guó)常用無(wú)線電業(yè)務(wù)頻段劃分表（2010版）無(wú)線電業(yè)務(wù)名稱工作頻段無(wú)方向信標(biāo)導(dǎo)航190kHz700kHz中波廣播頻段535160

20、5kHz短波廣播120米波段2.302.495MHz90米波段3.203.40MHz75米波段3.904.00MHz60米波段4.755.06MHz49米波段5.956.20MHz41米波段7.207.35MHz31米波段9.509.90MHz25米波段11.6012.10MHz21米波段13.5713.87MHz19米波段15.1015.80MHz16米波段17.4817.90MHz電視13頻道48.556.5MHz電視45頻道7692MHz調(diào)頻廣播頻段88108MHz全向信標(biāo)頻段108117.975MHzVHF地空通信118136.975MHz電視612頻道167223MHz電視1324頻

21、道470566MHz電視2568頻道606958MHz測(cè)距儀9601215MHz二次監(jiān)視雷達(dá)發(fā)射1030MHz，接收1090MHz一次監(jiān)視雷達(dá)2700MHz2900MHzGPS使用的頻率1575.42MHz7、無(wú)線電導(dǎo)航頻段以頻率為橫軸，以導(dǎo)航業(yè)務(wù)為數(shù)據(jù)段，就可以畫出無(wú)線電導(dǎo)航頻段的示意圖了，見下圖所示。圖17 無(wú)線電導(dǎo)航頻段劃分示意圖八、接收機(jī)原理1、接收機(jī)的任務(wù)接收機(jī)的任務(wù)就是從許許多多的電臺(tái)信號(hào)中，把所需要的信號(hào)選擇出來(lái)，進(jìn)行放大，然后取出音頻信號(hào)，推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲，這個(gè)過(guò)程叫做解調(diào)。2、構(gòu)成接收機(jī)的三要素（1）調(diào)諧電路；（2）放大電路；（3）解調(diào)電路。3、什么是檢波對(duì)調(diào)幅波的解調(diào)過(guò)程，叫

22、做檢波。4、直接放大式接收機(jī)直接放大式接收機(jī)，是由輸入電路、高頻放大器、檢波器、低頻放大器和功率放大器組成，直放式收音機(jī)的方框圖以及電路中各點(diǎn)的波形圖如下圖所示。圖18 直接放大式接收機(jī)方框圖5、什么是超外差式接收機(jī)超外差式接收機(jī)的特點(diǎn)就是具有混頻器和中頻放大器，超外差式收音機(jī)的方框圖和波形圖如下所示。圖19 超外差接收機(jī)方框圖6、超外差式接收機(jī)工作原理在接收機(jī)中，從天線接收下來(lái)的高頻信號(hào)與本機(jī)振蕩器產(chǎn)生的振蕩信號(hào)一起送入混頻管，在混頻管的非線性作用下，產(chǎn)生一個(gè)固定的中頻頻率，這個(gè)過(guò)程叫做變頻。在接收機(jī)中，通常本機(jī)振蕩頻率高于接收頻率一個(gè)中頻，即：本機(jī)振蕩頻率 接收頻率 = 中頻頻率在中波收音

23、機(jī)中，中頻頻率通常為455kHz?；祛l器只改變了載波的頻率，加在它上面的調(diào)幅包絡(luò)線沒有改變。中頻信號(hào)經(jīng)過(guò)放大和檢波后，再送到低頻放大級(jí)進(jìn)行放大，最后推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。7、變頻和混頻使用一只晶體管同時(shí)完成本機(jī)振蕩和頻率變換兩個(gè)任務(wù)時(shí)，則這樣的電路就叫做變頻器。如果只用于完成頻率變換任務(wù)，那么這個(gè)電路就叫做混頻器。8、超外差接收機(jī)的優(yōu)越性靈敏度高，選擇性好，遠(yuǎn)距離接收效果好。九、莫爾斯電報(bào)碼1、莫爾斯電報(bào)碼莫爾斯電報(bào)碼是一種使用電流的點(diǎn)、劃和空格的不同組合來(lái)表示字母、數(shù)字和標(biāo)點(diǎn)符號(hào)的通信編碼。在莫爾斯電碼中，點(diǎn)為一個(gè)基本信號(hào)單位，一個(gè)劃的長(zhǎng)度 = 3個(gè)點(diǎn)的長(zhǎng)度；在一個(gè)字符中，點(diǎn)、劃之間的間隔為一

24、個(gè)點(diǎn)的長(zhǎng)度；字符和字符之間的間隔為一個(gè)劃的長(zhǎng)度。莫爾斯電碼的編碼方法見下表：莫爾斯電碼表字符電碼符號(hào)字符電碼符號(hào)A =N =B =O C =P = =D =Q =E =R =F =S =G =T H =U =I =V =J = W = K =X =L =Y = M Z =對(duì)于字母ABC來(lái)說(shuō)，用莫爾斯電報(bào)碼編碼就是： = = =2、莫爾斯電碼的讀法為了便于記憶，人們根據(jù)點(diǎn)和劃發(fā)出的聲音把莫爾斯電碼作了一個(gè)口語(yǔ)定義，將點(diǎn)（=）讀作“滴”，將劃（）讀作“噠”。這樣，就可以把“ABC”三個(gè)字母讀作：ABC 滴噠，噠滴滴滴，噠滴噠滴。又如，“OC”，可以讀作：OC 噠噠噠，噠滴噠滴。3、莫爾斯電碼的直流

25、脈沖電平表示法用直流脈沖電平表示時(shí)，其波形見下圖：圖20 ABC的莫爾斯電報(bào)碼波形圖4、等幅電報(bào)使用電報(bào)碼直接控制載波振蕩電壓的幅度，這就是等幅電報(bào)。圖21 等幅電報(bào)波形圖普通調(diào)幅接收機(jī)是不能收聽等幅電報(bào)的，要接收等幅電報(bào)信號(hào)，應(yīng)當(dāng)使用帶有差拍檢波器的無(wú)線電接收機(jī)。5、調(diào)幅電報(bào)先使用電報(bào)碼去調(diào)制一個(gè)音頻振蕩信號(hào)，再讓這個(gè)音頻振蕩信號(hào)去調(diào)制高頻載波信號(hào)，得到的電報(bào)信號(hào)就是調(diào)幅電報(bào)。圖22 等幅電報(bào)波形圖調(diào)幅電報(bào)在發(fā)點(diǎn)和劃時(shí)，呈現(xiàn)為音頻調(diào)幅波，調(diào)幅電報(bào)可以直接使用無(wú)線電調(diào)幅接收機(jī)收聽。十、第一階段學(xué)習(xí)要求（1）知道什么是電磁波，電波的極化，調(diào)制，調(diào)制信號(hào)，調(diào)制波，載波，調(diào)幅，調(diào)幅信號(hào)，調(diào)幅波，檢波

26、，莫爾斯電碼。（2）會(huì)根據(jù)調(diào)制信號(hào)的波形畫出調(diào)幅波的波形。（3）知道中波和短波廣播是采用的是調(diào)幅方式。（4）給你一組英文字母，會(huì)查找它們莫爾斯電碼。（5）會(huì)讀出指定字母的莫爾斯電碼。（6）知道現(xiàn)代無(wú)線電接收機(jī)均采用超外差形式。（7）知道無(wú)方向信標(biāo)（NDB）發(fā)射識(shí)別碼采用調(diào)幅方式。十一、深入學(xué)習(xí)調(diào)幅波1、調(diào)幅度調(diào)幅度是表示調(diào)制信號(hào)對(duì)載波振幅調(diào)制深度的一個(gè)物理量。當(dāng)調(diào)制信號(hào)為正弦波時(shí)，調(diào)幅波形如下：圖23 調(diào)幅度的計(jì)算示意圖此時(shí)，調(diào)幅度的計(jì)算公式為： 調(diào)幅度的標(biāo)準(zhǔn)定義式為：調(diào)幅度m的最大值為100%，如果超過(guò)了100%，則稱之為過(guò)調(diào)幅。圖24 過(guò)調(diào)幅波形過(guò)調(diào)幅的包絡(luò)波形已經(jīng)不能反映調(diào)制信號(hào)的變化而

27、造成失真，通常將這種失真稱為過(guò)調(diào)幅失真。不過(guò)，在實(shí)際調(diào)幅電路中，由于管子截止，過(guò)調(diào)幅波波形如圖（b）所示。我們?cè)诋a(chǎn)生調(diào)幅波時(shí)，應(yīng)當(dāng)避免產(chǎn)生過(guò)調(diào)幅。2、調(diào)幅波的頻譜理論和實(shí)踐都已經(jīng)證明，高頻載波受到音頻信號(hào)的調(diào)制后產(chǎn)生的調(diào)幅波，從頻率上看，它包括有載波、上邊帶和下邊帶三個(gè)頻率成分。假設(shè)載波頻率為，調(diào)制信號(hào)頻率為F，則：上邊帶頻率為，下邊帶頻率為。則調(diào)幅波的頻帶寬度為： BW=2F我們以橫軸表示頻率分布，縱軸各頻率成分的電壓，那么單音調(diào)制的調(diào)幅波頻譜圖如下： 圖25 單音調(diào)幅頻譜圖3、復(fù)雜音頻波形的調(diào)幅非正弦波的復(fù)雜音頻也可以進(jìn)行調(diào)幅，調(diào)幅波形如下圖所示。圖26 復(fù)雜音頻調(diào)幅波復(fù)雜音頻波形是由多種

28、單音信號(hào)組合而成的，假設(shè)復(fù)雜音頻波形的最高頻率成分為，則復(fù)雜音頻調(diào)幅波的頻帶寬度為： 復(fù)雜音頻波形的頻譜和調(diào)幅后的頻譜如下圖所示。圖27 復(fù)雜音頻調(diào)幅的頻譜圖4、學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)完本節(jié)之后，應(yīng)當(dāng)知道以下概念：（1）調(diào)幅度，會(huì)根據(jù)調(diào)幅波計(jì)算調(diào)幅度，過(guò)調(diào)幅。（2）知道正弦波調(diào)制的調(diào)幅波有哪三個(gè)頻率成分，知道什么是上邊帶，什么是下邊帶，上邊帶頻率，下邊帶頻率，知道調(diào)幅波的帶寬。十二、雙邊帶信號(hào)1、單音調(diào)制的雙邊帶信號(hào)我們知道，標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)幅波是由載波、上邊帶和下邊帶三個(gè)頻率成分組成的。其實(shí)，載波只起攜帶信息的作用，它本身并不含有所傳輸?shù)男畔?，全部信息都包含在邊帶信?hào)之中。如果不發(fā)射載波，只發(fā)射兩個(gè)邊帶波，那

29、么也是可以傳遞調(diào)制信息的，我們把這種調(diào)制方式稱為抑制載波的雙邊帶調(diào)制，簡(jiǎn)稱雙邊帶調(diào)制。雙邊帶調(diào)制，用英文字母DSB表示，即Double Side Band。單音調(diào)制的雙邊帶信號(hào)波形圖如下所示：圖28 單音調(diào)制的雙邊帶信號(hào)波形圖圖29 單音調(diào)制的雙邊帶信號(hào)頻譜圖在單音調(diào)制的雙邊帶波形圖中可見，該調(diào)制波形除了在包絡(luò)上有變化之外，應(yīng)特別注意它在相位上還有變化。這是因?yàn)樗陌j(luò)，每當(dāng)時(shí)，就要反相一次，因此在每一個(gè)包絡(luò)零點(diǎn)處均出現(xiàn)180載頻反相，也就是說(shuō)，雙邊帶波形兼有調(diào)幅和調(diào)相的性質(zhì)。2、復(fù)雜音頻波形調(diào)制的雙邊帶信號(hào)復(fù)雜音頻波形調(diào)制時(shí)的雙邊帶信號(hào)波形圖如下所示。圖30 復(fù)雜音頻波形調(diào)制時(shí)的雙邊帶信號(hào)波

30、形圖 圖31 復(fù)雜音頻波形調(diào)制時(shí)的雙邊帶信號(hào)頻譜圖3、雙邊帶信號(hào)的帶寬假設(shè)復(fù)雜音頻波形的最高頻率成分為，則復(fù)雜音頻波形調(diào)制的雙邊帶信號(hào)頻帶寬度與調(diào)幅波完全相同，均為： 4、學(xué)習(xí)要求了解什么是雙邊帶信號(hào)。十三、單邊帶信號(hào) 1、單音調(diào)制的單邊帶信號(hào)單邊帶用英文字母SSB表示，即Single Side Band。在單邊帶信號(hào)中，稱之為上邊帶，用英文字母USB表示；稱之為下邊帶，用英文字母LSB表示。國(guó)際電信聯(lián)盟規(guī)定，上邊帶是標(biāo)準(zhǔn)的單邊帶。下面，我們以上邊帶為例，說(shuō)明單音調(diào)制的單邊帶信號(hào)的波形。圖32 單音調(diào)制的上邊帶信號(hào)波形圖與頻譜圖單音調(diào)制的上邊帶信號(hào)波形圖如上圖所示，其頻率為上邊帶頻率，單音調(diào)制

31、的下邊帶信號(hào)波形圖同上，只不過(guò)它的頻率為下邊帶頻率而已。2、雙音調(diào)制的單邊帶信號(hào)在單音調(diào)制的單邊帶信號(hào)中，已經(jīng)看不出包絡(luò)的變化了。下面我們看一下雙音調(diào)制時(shí)的單邊帶波形圖。 假設(shè)有F1和F2兩個(gè)等幅音頻信號(hào)一起作為調(diào)制信號(hào)，這兩個(gè)音頻信號(hào)在疊加過(guò)程中發(fā)生差拍，波形見下圖所示。 圖33 等幅雙音信號(hào)疊加時(shí)形成的差拍波形圖將疊加后的雙音信號(hào)一起作為調(diào)制信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，形成的單邊帶信號(hào)波形圖如下所示。 圖34 等幅雙音信號(hào)調(diào)制的單邊帶信號(hào)波形圖 由此可見，單邊帶調(diào)制后的包絡(luò)形狀與調(diào)制前的雙音包絡(luò)形狀完全相同，僅僅是填充頻率由原來(lái)的線性地搬移到上邊頻位置上去，這就體現(xiàn)了線性調(diào)制的特點(diǎn)。圖35 等幅雙

32、音調(diào)制的上邊帶信號(hào)頻譜圖 （a）話音頻譜 （b）上邊帶頻譜圖36 復(fù)雜音頻調(diào)制的單邊帶信號(hào)頻譜圖3、單邊帶信號(hào)的帶寬假設(shè)復(fù)雜音頻信號(hào)的最高頻率成分為，則復(fù)雜音頻調(diào)制的單邊帶信號(hào)頻帶寬度為： 十四、調(diào)頻 1、什么叫調(diào)頻調(diào)頻就是讓高頻載波的瞬時(shí)頻率跟隨音頻調(diào)制信號(hào)的振幅變化，調(diào)頻波的振幅是不變的。載波頻率的變化量叫做頻率偏移，簡(jiǎn)稱頻移，它和音頻調(diào)制信號(hào)的瞬時(shí)振幅成正比，與音頻調(diào)制信號(hào)的頻率無(wú)關(guān)。圖37 調(diào)頻的過(guò)程2、調(diào)頻指數(shù)設(shè)音頻調(diào)制信號(hào)的頻率為F，調(diào)頻波的最大頻率偏移為f，那么定義調(diào)頻指數(shù)為：3、調(diào)頻波的頻譜調(diào)頻波的頻譜不是調(diào)制信號(hào)頻譜的簡(jiǎn)單搬移，調(diào)頻是一個(gè)非線性調(diào)制過(guò)程。理論分析表明，調(diào)頻波的

33、頻譜是由載波分量和無(wú)窮多對(duì)邊頻分量所組成，其頻譜寬度為無(wú)限大。載波分量與邊頻分量的振幅與調(diào)頻指數(shù)mf有關(guān)，mf越大，有效邊頻分量也就越多。圖38 F=4000Hz，時(shí)，調(diào)頻波頻譜圖我們把最靠近載頻的一對(duì)邊頻叫做第1對(duì)邊頻，然后向遠(yuǎn)離載頻的方向上順序記錄第2對(duì)、第3對(duì)、第n對(duì)邊頻，隨著邊頻對(duì)數(shù)n的增加，邊頻幅度雖有起伏，但總的趨勢(shì)是減小的，因此，在實(shí)際應(yīng)用中，我們將調(diào)頻波的頻譜寬度看成是有限的。如果我們忽略小于未調(diào)制載波振幅10%的邊頻分量來(lái)確定調(diào)頻波的頻帶寬度，那么當(dāng)邊頻對(duì)數(shù)nm+1時(shí)，這些邊頻即可忽略不計(jì)，此時(shí)，頻帶寬度為：通常，選擇，因此，調(diào)頻波的頻帶寬度是大于調(diào)幅波的。4、調(diào)頻波的解調(diào)對(duì)

34、調(diào)頻波的解調(diào)過(guò)程，叫做鑒頻。5、調(diào)頻的應(yīng)用由于調(diào)頻波占用頻帶過(guò)寬，所以只能工作在VHF、UHF頻段內(nèi)。主要用于通信、導(dǎo)航、調(diào)頻廣播。在電視廣播中，伴音信號(hào)是采用調(diào)頻方式發(fā)送的。7、學(xué)習(xí)要求（1）知道調(diào)頻的概念，會(huì)畫出調(diào)頻波的波形。（2）知道頻移、調(diào)頻指數(shù)的概念。（3）知道由調(diào)頻指數(shù)計(jì)算頻移的公式。十五、頻分復(fù)用 1、當(dāng)有多個(gè)不同調(diào)制頻率的連續(xù)波在同一信道的傳輸時(shí)如果有多個(gè)不同頻率的單音調(diào)制信號(hào)需要在同一個(gè)信道里傳輸，那么，可以直接將這些調(diào)制信號(hào)相加在一起，進(jìn)行對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，那么，就可以實(shí)現(xiàn)同一信道的多路傳輸。圖39 f1、f2、f3、f4互不相等的調(diào)制方法圖 2、當(dāng)有兩個(gè)相同調(diào)制頻率的連續(xù)波

35、在同一信道的傳輸時(shí)當(dāng)兩個(gè)相同頻率的單音調(diào)制信號(hào)同時(shí)傳輸時(shí)，由于頻譜混疊，不能直接傳輸。應(yīng)當(dāng)首先將其中一個(gè)調(diào)制信號(hào)，對(duì)一個(gè)副載波進(jìn)行調(diào)制，將其頻譜提高到一個(gè)較高的頻率上。然后，將這個(gè)已在副載波上調(diào)制的信號(hào)和另一個(gè)未經(jīng)調(diào)制的信號(hào)一起相加，對(duì)載波頻率再進(jìn)行一次調(diào)制，這樣即可實(shí)現(xiàn)兩路信息的同時(shí)傳輸。圖40 f1=f2時(shí)，需要使用副載波調(diào)制的方法圖這種實(shí)現(xiàn)方法，實(shí)際上就是頻分多路復(fù)用技術(shù)。3、全向信標(biāo)發(fā)出的導(dǎo)航信息。全向信標(biāo)不僅要發(fā)射導(dǎo)航定位信息，而且還要發(fā)射識(shí)別碼信息，兩類信息同時(shí)在無(wú)線信道中傳輸，使用的就是頻分復(fù)用技術(shù)。在全向信標(biāo)系統(tǒng)中，有兩個(gè)有用的30Hz信號(hào)，一個(gè)是30Hz基準(zhǔn)相位信號(hào)另一個(gè)是3

36、0Hz可變相位信號(hào)。由于兩個(gè)30Hz信號(hào)頻率相同，產(chǎn)生了頻率混疊，因此不能實(shí)現(xiàn)同路傳輸。為此，我們選擇了一個(gè)副載波，頻率為9960Hz。將30Hz可變相位信號(hào)對(duì)9960Hz的副載波進(jìn)行第一次調(diào)制。然后，調(diào)制后的30Hz可變相位信號(hào)與30Hz基準(zhǔn)相位信號(hào)和1020Hz識(shí)別碼信息，加在一起，對(duì)VHF載波再次進(jìn)行調(diào)制，即可完成多信息傳輸任務(wù)。圖41 全向信標(biāo)頻譜圖十六、第二次階段性總結(jié)和學(xué)習(xí)要求1、知道什么是調(diào)制，調(diào)制信號(hào)，調(diào)制波，載波，調(diào)幅，調(diào)幅信號(hào)，調(diào)幅波，檢波。2、會(huì)根據(jù)調(diào)制信號(hào)的波形畫出調(diào)幅波的波形。3、知道調(diào)幅度的概念。4、會(huì)根據(jù)調(diào)幅波計(jì)算調(diào)幅度。5、知道什么是過(guò)調(diào)幅。6、知道正弦波調(diào)制的

37、調(diào)幅波有哪三個(gè)頻率成分，知道什么是上邊帶，什么是下邊帶，上邊帶頻率，下邊帶頻率。7、知道調(diào)幅波的帶寬。8、知道調(diào)頻的概念，會(huì)畫出調(diào)頻波的波形。9、知道頻移、調(diào)頻指數(shù)的概念。10、知道由調(diào)頻指數(shù)計(jì)算頻移的公式。11、知道計(jì)算調(diào)頻波頻帶寬度的公式，會(huì)計(jì)算調(diào)頻波的頻帶寬度。12、知道時(shí)，調(diào)頻波的頻帶寬度是大于調(diào)幅波的。13、中波、短波廣播均使用調(diào)幅制。14、長(zhǎng)波、中波導(dǎo)航，使用調(diào)幅制。十七、脈沖測(cè)距1、脈沖測(cè)距測(cè)距儀（DME），是一種通過(guò)發(fā)出詢問(wèn)信號(hào)，接收應(yīng)答信號(hào)的方法，計(jì)算出飛機(jī)到地面DME臺(tái)之間距離的脈沖測(cè)距設(shè)備。測(cè)距儀DME采用高斯脈沖調(diào)制。在測(cè)距設(shè)備中，調(diào)制脈沖的脈寬越窄，則測(cè)距精度就越高。

38、2、高斯脈沖調(diào)制在測(cè)距儀（DME）設(shè)備中，采用的是具有高斯形狀的脈沖波形去調(diào)制高頻信號(hào)，這種高頻脈沖信號(hào)將具有更窄的帶寬。圖40 高斯脈沖調(diào)制的高頻電壓波形DME脈沖寬度為3.5，其20dB帶寬大約為600kHz。3、DME功率放大器放大高斯脈沖調(diào)制的高頻信號(hào)應(yīng)當(dāng)使用乙類功率放大器。4、DME接收機(jī)DME接收機(jī)采用超外差電路，中頻放大器采用對(duì)數(shù)放大器。DME是簡(jiǎn)化了的二次雷達(dá)系統(tǒng)，所以，習(xí)慣上將檢波后得到的脈沖信號(hào)叫做視頻信號(hào)。5、對(duì)數(shù)放大器對(duì)數(shù)放大器是一種輸出電壓與輸入電壓成對(duì)數(shù)關(guān)系的一種放大器。在DME接收機(jī)中通常采用連續(xù)檢波式對(duì)數(shù)中頻放大器，其輸出信號(hào)為檢波了的測(cè)距脈沖信號(hào)。對(duì)數(shù)放大器可

39、以擴(kuò)展DME接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍，在強(qiáng)信號(hào)作用下，可有效地防止接收機(jī)過(guò)載，性能比自動(dòng)增益控制電路更好。6、DME發(fā)射出來(lái)的是脈沖調(diào)制信號(hào)DME發(fā)射出來(lái)的脈沖調(diào)制信號(hào)，不論是應(yīng)答信號(hào)、還是填充脈沖、或者識(shí)別碼脈沖，均為脈沖對(duì)，脈沖調(diào)制信號(hào)分為脈幅調(diào)制信號(hào)、脈寬調(diào)制信號(hào)、脈位調(diào)制信號(hào)。DME發(fā)出來(lái)的脈沖信號(hào)是指定脈寬和脈沖間隔的脈沖對(duì)。其中，應(yīng)答脈沖的位置還決定著飛機(jī)到DME地面臺(tái)的距離信息，所以說(shuō)，對(duì)DME來(lái)說(shuō)，不論是詢問(wèn)脈沖、還是應(yīng)答脈沖、或者是填充脈沖、識(shí)別碼脈沖，均為脈位調(diào)制信號(hào)。十八、時(shí)分復(fù)用 1、DME地面臺(tái)既要發(fā)射應(yīng)答脈沖，也要發(fā)射識(shí)別脈沖。應(yīng)答信號(hào)是脈沖對(duì)，識(shí)別信號(hào)也是脈沖對(duì)。要發(fā)射兩

40、種不同性質(zhì)的脈沖對(duì)，應(yīng)當(dāng)在時(shí)間上做分割，也就是說(shuō)，在不同的時(shí)間段發(fā)送不同的調(diào)制脈沖對(duì)。DME的識(shí)別頻率為1350Hz，識(shí)別碼是由3個(gè)字母按照莫爾斯電報(bào)碼組成的。DME在每30秒內(nèi)發(fā)送識(shí)別碼一次，在其余的時(shí)間里，可以發(fā)送隨機(jī)填充脈沖或應(yīng)答脈沖。這種在不同時(shí)間段發(fā)送不同性質(zhì)脈沖對(duì)的方法，實(shí)際上就是時(shí)分復(fù)用。2、在機(jī)載詢問(wèn)機(jī)那里，將應(yīng)答信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榫嚯x信息顯示出來(lái)；將識(shí)別碼信號(hào)轉(zhuǎn)變成音頻信號(hào)，通過(guò)揚(yáng)聲器發(fā)出識(shí)別碼聲音來(lái)。十九、高頻電流通過(guò)導(dǎo)體1、趨膚效應(yīng)當(dāng)高頻電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，將集中在導(dǎo)體的表面流動(dòng)，而在導(dǎo)體的內(nèi)部則無(wú)電流，這種現(xiàn)象叫做高頻電流的趨膚效應(yīng)。根據(jù)趨膚效應(yīng)原理，我們可以使用銅包鋼材料制作無(wú)方

41、向信標(biāo)的天線，一方面可以降低天線損耗電阻，另一方面還可以增加天線的抗風(fēng)能力。2、高頻電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)將會(huì)輻射電磁波高頻電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，在導(dǎo)體的周圍將會(huì)產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)不斷向外邊空間擴(kuò)散，形成電磁波。為此，我們把發(fā)射電磁波的導(dǎo)體架設(shè)起來(lái)，形成了天線。二十、高頻傳輸線1、長(zhǎng)線當(dāng)一對(duì)導(dǎo)體的長(zhǎng)度可以使用波長(zhǎng)去度量時(shí)，則稱其為長(zhǎng)線，高頻交流電在長(zhǎng)線上傳輸時(shí)將呈現(xiàn)出明顯的波動(dòng)性。在長(zhǎng)線上，高頻交流電壓或電流的大小是按空間分布的，也就是說(shuō)在長(zhǎng)線上電壓或電流是隨空間位置而變化的。高頻電流通過(guò)長(zhǎng)線時(shí)，在長(zhǎng)線上表現(xiàn)為前進(jìn)波。圖41 高頻電流在長(zhǎng)線上形成的前進(jìn)波2、高頻傳輸線習(xí)慣上，我們把傳送高頻交流電的導(dǎo)線叫

42、做高頻傳輸線，常見的高頻傳輸線就是同軸電纜。3、特性阻抗高頻傳輸線有一個(gè)重要的參數(shù)，就是特性阻抗，特性阻抗指的是傳輸線在作單向傳輸時(shí)的輸入阻抗。4、行波當(dāng)終端負(fù)載阻抗等于傳輸線的特性阻抗時(shí)，我們稱此時(shí)傳輸線處于匹配狀態(tài)。在匹配狀態(tài)下，傳輸線上只有前進(jìn)波，被稱之為行波。此時(shí)在傳輸線上傳輸?shù)那斑M(jìn)波功率全部送給了負(fù)載，并被負(fù)載所吸收。5、反射波當(dāng)終端負(fù)載阻抗不等于特性阻抗時(shí)，傳輸線上的前進(jìn)波功率不能被負(fù)載完全吸收。未被吸收的前進(jìn)波將會(huì)從傳輸線的末端開始形成反射波。當(dāng)終端負(fù)載阻抗為純電抗性時(shí)，在傳輸線上發(fā)生全反射。5、駐波前進(jìn)波和反射波相互疊加，產(chǎn)生的一個(gè)不再前進(jìn)的波，這個(gè)波叫做駐波。6、當(dāng)高頻傳輸線

43、的終端開路時(shí)在距離傳輸線終端為半個(gè)波長(zhǎng)整數(shù)倍的地方，出現(xiàn)駐波電壓最大值，駐波電流最小值，呈現(xiàn)為并聯(lián)諧振點(diǎn)。在距離傳輸線終端時(shí)，出現(xiàn)駐波電壓最小值，駐波電流最大值，呈現(xiàn)為串聯(lián)諧振點(diǎn)。圖42 終端開路線的諧振點(diǎn)圖43 終端開路線的電抗性質(zhì)7、當(dāng)高頻傳輸線終端短路時(shí)在距離傳輸線終端為半個(gè)波長(zhǎng)整數(shù)倍的地方，出現(xiàn)駐波電流最大值，駐波電壓最小值，呈現(xiàn)為串聯(lián)諧振點(diǎn)。在距離傳輸線終端時(shí)，出現(xiàn)駐波電壓最大值，駐波電流最小值，呈現(xiàn)為串聯(lián)諧振點(diǎn)。 圖43 終端短路線的諧振點(diǎn)圖44 終端短路線的電抗性質(zhì)8、反射系數(shù)我們把反射電壓和入射電壓之比稱作為電壓反射系數(shù)。設(shè)入射電壓為，反射電壓為，則電壓反射系數(shù)為：在傳輸線匹配

44、時(shí)，只有前進(jìn)波，電壓反射系數(shù)最小，此時(shí)。當(dāng)傳輸線終端短路，或者開路時(shí)，在傳輸線上發(fā)生全反射時(shí)，。9、當(dāng)高頻傳輸線終端接任意阻抗時(shí)如果已經(jīng)知道終端所連接負(fù)載的阻抗值，那么，傳輸線上的反射系數(shù)的模就成為定值，改變傳輸線的長(zhǎng)度，可以改變反射系數(shù)的輻角，但是模不變。使用阻抗圓圖可以計(jì)算出在傳輸線上某一點(diǎn)的輸入阻抗。使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，可以直接測(cè)量出指定長(zhǎng)度的傳輸線的輸入阻抗。10、駐波比我們把駐波電壓振幅最大值與最小值之比稱之為電壓駐波比。設(shè)駐波電壓最大值為，駐波電壓最小值為，電壓駐波比為：在傳輸線匹配時(shí)，電壓駐波比最小，此時(shí)VSWR = 1；但是如果傳輸線不匹配，則存在駐波，那么VSWR1。當(dāng)傳輸線

45、上發(fā)生全反射時(shí)，VSWR=。駐波比越大，說(shuō)明電路匹配越不好，傳輸效率越低。11、電壓反射系數(shù)與電壓駐波比的關(guān)系12、正向功率、反射功率與VSWR的關(guān)系二十一、認(rèn)識(shí)阻抗圓圖1、阻抗圓圖阻抗圓圖，也叫做史密斯圓圖，是計(jì)算傳輸線阻抗的一個(gè)重要工具。2、橫軸在圓圖中，橫軸，也叫做實(shí)軸，表示是一個(gè)電阻線。圖45 橫軸表示的意義3、等電阻圓等電阻圓是閉合的，在等電阻圓上，每一點(diǎn)的電阻值都是相同的。圖46、阻抗圓圖中的等電阻圓4、等電抗圓等電抗圓實(shí)際上不是一個(gè)圓，而是表現(xiàn)為一段圓弧。在等電抗圓上，每一點(diǎn)的電抗值都是相同的。圖47 阻抗圓圖中的等電抗圓在等電阻圓上，在實(shí)軸的上方，電抗為正值，輸入阻抗呈電感性；

46、而在實(shí)軸的下方，電抗則為負(fù)值，輸入阻抗呈電容性。將等電阻圓和等電抗圓組合到一起，就可以表示一個(gè)傳輸線的輸入阻抗了。5、單位圓單位圓，也即在阻抗圓圖中最外圈的一個(gè)圓。圖48 單位圓上的波長(zhǎng)刻度單位圓是一個(gè)歸一化電阻R=0的純電抗圓，在單位圓上，所有點(diǎn)阻抗均為純電抗性，其電阻值為0。在單位圓上，反射系數(shù)為1。在單位圓上標(biāo)注的刻度是使用表示的，叫做波長(zhǎng)刻度。在單位圓的橫軸上，輸入阻抗為純電阻性，橫軸的最左端為（1，0）點(diǎn)，R=0，為終端短路點(diǎn)；而在橫軸的最右端為（1，0）點(diǎn)，R=，為終端開路點(diǎn)。單位圓的一個(gè)周長(zhǎng)是個(gè)波長(zhǎng)。從橫軸的最左端開始算起，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，由此可得，旋轉(zhuǎn)的角度與電氣長(zhǎng)度的關(guān)系如下。這

47、樣，當(dāng)時(shí)，即正好旋轉(zhuǎn)一周。在阻抗圓圖上，對(duì)于單位圓來(lái)說(shuō)，是一個(gè)終端短路的傳輸線。沿著單位圓按照順時(shí)針方向走，就是沿著一條終端短路的傳輸線，從負(fù)載開始，向著發(fā)射機(jī)方向在走。6、極坐標(biāo)圓在阻抗圓圖中，以圓點(diǎn)為圓心，以為半徑的同心圓族是一組等反射系數(shù)圓。最大的圓就是單位圓，即=1。 圖49 極坐標(biāo)系統(tǒng)中的等反射系數(shù)圓電壓反射系數(shù)輻角的定義與極坐標(biāo)相同，也是從右半軸開始，輻角為0，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)輻角逐漸增大。 圖50 反射系數(shù)在圓圖上對(duì)應(yīng)的點(diǎn)在橫軸最右端，電壓反射系數(shù)輻角=0，對(duì)應(yīng)于傳輸線終端開路點(diǎn)；而在橫軸的最左端，電壓反射系數(shù)輻角=180，則對(duì)應(yīng)于傳輸線的終端短路點(diǎn)。8、分支短截線當(dāng)終端負(fù)載與傳輸線的

48、特性阻抗不匹配時(shí)，可以采用接入分支短截線的方法，完成傳輸線與負(fù)載的匹配任務(wù)。圖51 分支短截線二十二、同軸電纜1、同軸電纜的結(jié)構(gòu)同軸電纜由內(nèi)導(dǎo)體、外導(dǎo)體、絕緣介質(zhì)和保護(hù)層組成，結(jié)構(gòu)圖如下。圖52 同軸電纜結(jié)構(gòu)圖2、國(guó)產(chǎn)同軸電纜的型號(hào)命名方法：國(guó)產(chǎn)同軸電纜的型號(hào)由6部分組成。（1）第一部分：分類代號(hào)。S表示同軸射頻電纜。（2）第二部分：絕緣材料。Y表示聚乙烯。（3）第三部分：護(hù)套材料。V表示聚氯乙烯。（4）第四部分：特性阻抗。50表示50；75表示75。（5）第五部分：芯線絕緣外徑；（6）第六部分：結(jié)構(gòu)序號(hào)例如：SYV-50-7，表示特性阻抗為50的實(shí)芯聚乙烯電纜。3、常用同軸電纜的型號(hào)常用同軸

49、電纜型號(hào)表中國(guó)型號(hào)外國(guó)參考型號(hào)直徑（英寸）SYV50-3美國(guó)：RG-58SYV50-7美國(guó)：RG-214/U瑞士：HUBER SUHNER S 07262 BD 50SYV50-12美國(guó)：安德魯LDF4-50A德國(guó)：安富士LCF12-50JFN4、常用同軸電纜的衰減特性型號(hào)衰減特性100MHz150MHz200MHzSYV50-70.09dB/m0.115dB/mRG-214/U0.05dB/m0.102dB/mS 07262 BD 500.19dB/m0.24dB/m0.28dB/m安德魯LDF4-50A0.0217dB/m0.031dB/m安富士LCF12-50JFN0.0216dB/m

50、0.0308dB/m二十三、射頻連接器1、射頻連接器現(xiàn)在常用的高頻接插件型號(hào)有BNC、TNC、N、UHF和SMA等，這些都是美國(guó)軍標(biāo)產(chǎn)品。2、BNC連接器 BNC插頭 BNC插座 3、TNC連接器 TNC插頭 TNC插座 4、N型連接器 N型插頭 N型插座 5、UHF連接器 UHF型插頭 UHF型插座6、SMA連接器 SMA插頭 SMA插座7、說(shuō)明BNC和TNC常用于連接50-3電纜，N型和UHF連接器常用于連接50-7電纜，SMA常作為設(shè)備內(nèi)部模塊之間的電纜連接。二十四、天線1、打開的高頻傳輸線就變成了天線圖53 打開的高頻傳輸線就變成了天線2、電波的極化方式在電磁波中，電波本身的振動(dòng)方向與

51、電波的前進(jìn)方向是成直角的。如果電場(chǎng)的振動(dòng)方向不隨時(shí)間而變化，這樣的電磁波叫做線極化波。線極化波又分為水平極化波和垂直極化波兩種。當(dāng)一付天線作水平放置時(shí)，電場(chǎng)振動(dòng)方向與大地相平行，這樣的電波叫做水平極化波。而當(dāng)天線垂直放置時(shí)，電場(chǎng)的振動(dòng)方向?qū)⑴c大地相垂直，這樣的電波叫做垂直極化波。圖54 水平極化波水平極化波的特點(diǎn)：水平極化波抗工業(yè)干擾能力比較強(qiáng)，受地面電導(dǎo)率影響比較小。圖55 垂直極化波垂直極化波的特點(diǎn)：垂直極化波做地波傳輸時(shí)衰減較小，適合做地波傳輸，但抗干擾能力較差。3、水平對(duì)稱天線水平放置的天線，發(fā)射水平極化波；垂直放置的天線，發(fā)射垂直極化波。見下圖所示。圖56 水平對(duì)稱天線（dipole）的對(duì)稱天線叫做半波天線。半波天線在天線輸入端呈串聯(lián)諧振狀態(tài)，天線的輸入阻抗為純電阻性，輸入阻抗為75，天線的輸入端將為駐波電流的波腹點(diǎn)。的對(duì)稱天線叫做全波天線。全波天線在天線輸入端呈并聯(lián)諧振狀態(tài)，天線的輸入阻抗為純電阻性，輸入阻抗大約為幾百，天線的輸入端將為駐波電流的波節(jié)點(diǎn)。當(dāng)時(shí)，天線呈電容性。當(dāng)，且時(shí)，天線呈電感性。水平對(duì)稱天