电磁波的发射和接收.ppt

电磁波的发射、传播和接收电磁波的发射、传播和接收一、电磁波的发射一、电磁波的发射1.要有效发射电磁波，振荡电路必须满要有效发射电磁波，振荡电路必须满足两个条件：足两个条件：⑴⑴振荡频率足够高振荡频率足够高⑵⑵电场和磁场尽可能分布到较大的空间电场和磁场尽可能分布到较大的空间 为了使开放电路中产为了使开放电路中产生振荡电流，常用如图所生振荡电流，常用如图所示的方法，使振荡器的线示的方法，使振荡器的线圈圈L2靠近开放振荡电路的靠近开放振荡电路的线圈线圈L1 当振荡器中产生当振荡器中产生高频振荡电流时，由于互高频振荡电流时，由于互感作用，就可以在开放振感作用，就可以在开放振荡电路中产生相同频率的荡电路中产生相同频率的振荡电流，这种方法叫做振荡电流，这种方法叫做感应耦合感应耦合 问题：问题：我们要传递的我们要传递的信信号不是高频振号不是高频振荡电流，而是一些低频荡电流，而是一些低频信信号（如：声号（如：声音音信信号频率只有几百至几千赫兹，图号频率只有几百至几千赫兹，图象象信信号频率也不过上万赫兹号频率也不过上万赫兹），它），它能能把直接发把直接发射射出去？出去？ 为了传送声音、文字、图象等信号，首为了传送声音、文字、图象等信号，首先要把传递的信号转变成电信号。

但这种先要把传递的信号转变成电信号但这种电信号的频率较低，不能直接发射出去，电信号的频率较低，不能直接发射出去，需要将这种低频电信号加到高频振荡电流需要将这种低频电信号加到高频振荡电流上发射出去上发射出去这种把低频电信号加载到高频振荡电这种把低频电信号加载到高频振荡电流（流（载波载波）上的过程叫做）上的过程叫做调制调制常用的调制方式有常用的调制方式有调幅和调频调幅和调频两种：两种：1、调幅：、调幅：使电磁波的使电磁波的振幅振幅随信号改变，随信号改变，这种调制叫做调幅，用这种调制叫做调幅，用AM表示振荡电路振荡电路声音信号声音信号高频振荡电流高频振荡电流调调 幅幅一一、、电磁波的发射电磁波的发射•2、调频：、调频：使电磁波的使电磁波的频率频率随信号改变，随信号改变，这种调制方式叫做调频这种调制方式叫做调频•用用FM表示振荡电路振荡电路声音信号声音信号高频振荡电流高频振荡电流调调 频频一一、、电磁波的发射电磁波的发射电磁波的传播2.无线电波的传播方式：无线电波的传播方式：长波长波短波短波微波微波微波微波中波中波 中短波中短波超短波超短波超短波超短波长波长波: :波长较长，容易产生波长较长，容易产生衍射衍射现象。

现象长波在地面传播时能绕过障碍物长波在地面传播时能绕过障碍物（大山、高大建筑物（大山、高大建筑物…………））长波长波长波长波容易被电离层吸收；容易被电离层吸收；短波短波容易被电离层反射；容易被电离层反射；微波微波容易穿过电离层容易穿过电离层短波短波微波微波: 频率很高；频率很高； 直线传播直线传播微波微波我们生活我们生活的空间布的空间布满了强弱满了强弱不同的电不同的电磁波磁波, ,我我们又如何们又如何选出自己选出自己所需的无所需的无线电波呢线电波呢? ?二二 、、无线电波的接收无线电波的接收二二 、、无线电波的接收无线电波的接收 1.1.当接收电路的固有频率跟要接当接收电路的固有频率跟要接收的电磁波的频率相同时，接收电收的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强（这种现路中产生的振荡电流最强（这种现象叫做象叫做电谐振电谐振）二二 、、无线电波的接收无线电波的接收可可变变电电容容 调节接收电路的固调节接收电路的固有频率使它与要接收的有频率使它与要接收的电磁波的频率相同的过电磁波的频率相同的过程叫做程叫做调谐调谐能够调谐的接收电路叫能够调谐的接收电路叫做做调谐电路调谐电路。

二二 、、电磁波的接收电磁波的接收问题问题: :调谐调谐后接收到的感应电流是调制的后接收到的感应电流是调制的高频振荡电流，这样我们就可以感知信高频振荡电流，这样我们就可以感知信号了吗号了吗? ?二二 、、无线电波的接收无线电波的接收3.3.检波：从接收到的高频振荡中检波：从接收到的高频振荡中“检检”出所携出所携带的信号，叫做带的信号，叫做检波检波，它是调制的逆过程，因，它是调制的逆过程，因此也叫此也叫解调解调信号信号调制调制发射发射调谐电路调谐电路输出输出电磁波发射和接受流程图电磁波发射和接受流程图电磁波的发射电磁波的发射电磁波的接收电磁波的接收高频振荡电流高频振荡电流检波（解调）检波（解调）传传播播调幅调幅调频调频调制调制调谐调谐【【例例1 1】】为了使需要传递的信号发射到远方，必为了使需要传递的信号发射到远方，必须对振荡电流进行须对振荡电流进行 （（ ）） A A．调制．调制 B.B.放大放大 C.C.调谐调谐 D.D.检波检波 A【【例例2 2】】用一平行板电容器和一个线圈组成用一平行板电容器和一个线圈组成LCLC振振荡电路，要增大发射电磁波的波长，可采用的荡电路，要增大发射电磁波的波长，可采用的做法是做法是 （（ ））A.A.增大电容器两极板间的距离增大电容器两极板间的距离B.B.减小电容器两极板间的距离减小电容器两极板间的距离C.C.减小电容器两极板正对面积减小电容器两极板正对面积D.D.在电容器两极板间加入电介质在电容器两极板间加入电介质 BD【【例例3 3】】一个一个LCLC接收回路，若要从接收较高频接收回路，若要从接收较高频率的电磁波变到接收较低频率的电磁波，下列率的电磁波变到接收较低频率的电磁波，下列调节正确的是调节正确的是 （（ ））A.A.增加谐振线圈的匝数增加谐振线圈的匝数B.B.圈中插入铁芯圈中插入铁芯C.C.降低电源电压降低电源电压D.D.把可变电容器的动片适当旋进些把可变电容器的动片适当旋进些 ABD 例例4 4、无线电广播中波段的波长范围为、无线电广播中波段的波长范围为187~560187~560米，为了避免邻台干扰，两个相邻电米，为了避免邻台干扰，两个相邻电台的频率至少相差台的频率至少相差10104 4赫，则在此波段中，最赫，则在此波段中，最多能容纳的电台数约：多能容纳的电台数约：( )( ) A A、、500500个个 B B、、100100个个 C C、、187187个个 D D、、2020个。

个B【【例例5 5】】为了实现全球的电视转播，下面的措施中正确为了实现全球的电视转播，下面的措施中正确的是的是 （（ ））A.A.只需发射三颗同步卫星，在赤道平面上空运行只需发射三颗同步卫星，在赤道平面上空运行B.B.至少需发射三颗同步卫星，在赤道平面上空运行至少需发射三颗同步卫星，在赤道平面上空运行C.C.只需发射一颗同步卫星，绕着通过南、北极的上空运只需发射一颗同步卫星，绕着通过南、北极的上空运行行D.D.至少需发射三颗同步卫星，绕着通过南、北极的上空至少需发射三颗同步卫星，绕着通过南、北极的上空运行运行解析：同步卫星只能在赤道平面上空，通过南、北极解析：同步卫星只能在赤道平面上空，通过南、北极的上空运行的卫星不可能是同步卫星由于电视信号的上空运行的卫星不可能是同步卫星由于电视信号属于微波段，只能够沿直线传播，为覆盖全球，至少属于微波段，只能够沿直线传播，为覆盖全球，至少需发射三颗同步卫星，使它们静止于正三角形的顶点，需发射三颗同步卫星，使它们静止于正三角形的顶点，地球内切于这个正三角形地球内切于这个正三角形 B 【【例例1010】】某雷达工作时，发射电磁波的波长某雷达工作时，发射电磁波的波长λλ＝＝2020㎝㎝，每秒脉冲数，每秒脉冲数n n＝＝50005000，每个脉冲持续时间，每个脉冲持续时间t t＝＝0.02μs0.02μs，问电磁波的振荡频率为多少？最大的侦察距，问电磁波的振荡频率为多少？最大的侦察距离是多少？离是多少？解析：根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时解析：根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔，即可求得侦察距离，为此反射波必须在后一间间隔，即可求得侦察距离，为此反射波必须在后一个发射波发出前到达雷达接收器。

可见，雷达的最大个发射波发出前到达雷达接收器可见，雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射两个相邻脉冲间隔侦察距离应等于电磁波在雷达发射两个相邻脉冲间隔时间内传播距离的一半时间内传播距离的一半电磁波在雷达发射两个相邻脉冲间隔时间内传播距离电磁波在雷达发射两个相邻脉冲间隔时间内传播距离所以雷达的最大侦察距离所以雷达的最大侦察距离。