第4讲 天波传播(2)

浅谈短波通信的发展

无线应用 Wireless Application 76 中国无线电 2011年第9期 短波按照国际无线电咨询委员会（C C I R）的划分是指波长在100m～10m，频率为3M H z～30M H z的电磁波。以短波形式进行传播的无线电通信称为短波通信，又称为高频（HF ，High Frequency）通信。 在实际应用中，为了充分利用短波近距离通信时（地波通信）的优点，短波通信实际使用的频率范围被扩展到1.5MHz～30MHz。 1 短波通信新技术与新体制 20世纪80年代以来，计算机、移动通信和微电子技术的迅猛发展，促进了短波通信技术和装备的更新换代。特别是随着微处理器技术、数字信号处理（D S P）技术、自适应技术、扩频通信技术等现代信息技术的应用，大大提高了短波通信的质量和数据传输速率，增强了自动化能力，提高了自适应与抗干扰能力，形成了现代短波通信新技术、新体制。这些新技术与新体制概括起来是：现代短波信道技术、现代短波通信终端技术、短波通信装备数字化与网络技术等。 （1）现代短波信道技术 现代短波信道技术主要分为两大类：一类是针对短波变参信道的特点，为了克服短波空间信道的不稳定性对通信质量的影响，提高短波通信质量，特别是短波数据通信的可靠性和有效性而发展起来的，称之为信道自适应技术。这类技术以短波实时选频与频率自适应技术为主体。它使短波通信系统能实时地或近实时地选用最佳的工作频率，以适应电离层的种种变化，同时起克服多径衰落影响和回避邻近电台干扰及其他干扰的作用。可以说，此项技术对于提高短波通信的可靠性与有效性具有重要意义。尽管自适应技术在短波通信中得到了多方面的应用，除频率自适应外，还有自适应均衡、自适应调制解调、传输速率自适应等，但在很多场合所说的短波自适应通信或短波自适应技术，实际上就是指短波频率自适应通信或短波频率自适应技术。 另一类是针对短波通信存在的保密（或隐蔽）性不强、抗干扰能力差的弱点，以及电磁对抗的特点和规律，为 了提高短波通信在电子战环境中的生存能力，以及抗测向、抗侦察、抗截获、抗干扰等防御能力而发展起来的，称之为短波通信电子防御技术。这类技术以短波扩频通信技术为主体，包括短波跳频和自适应跳频技术以及短波直接序列扩频技术等。 短波跳频通信（FH）是在收发双方约定的情况下不断地改变工作频率而进行的通信。由于工作频率受伪随机码的控制，因此跳频通信具有很强的抗截获、抗窃听及抗干扰能 力。与其他频段的跳频通信不同，短波跳频通信由于受到天波信道的特性、天调阻抗匹配时间、信道切换时间等限制，跳频带宽一般小于短波频段宽度，只有几十千赫到几兆赫。只有地波传播低速跳频才能做到全频段跳频，常规的短波跳频速率一般在几十到几百跳每秒。 短波自适应跳频通信是在短波跳频通信技术的基础上发展起来的。由于构建两地间的短波通信，受电离层信道和电磁干扰的影响，并不是任意一组频率都能建立起通信链路实现通信。短波自适应跳频通信把频率自适应技术与跳频技术结合起来，通过频率自适应功能选出可通的“好频率”作为跳频频率表，从而避免了盲目性，提高了可通率。 短波直接序列扩频（D S），通过伪噪声序列（P N）对发送信息数据进行调制，接收端将所接收到的信号与本地P N 序列进行相关运算，将D S信号解扩，恢复原始信息数据。短波直接序列扩频通信具有比较高的抗截获、抗多径干扰和抗窄带干扰能力。由于短波信道具有时变特性，频率存在“窗口效应”，天波传播的每条路径有自由空间传播损耗、电离层损耗、地面反射损耗，三者均与频率有关，例如，在一段时间内，单跳传播2M Hz带宽内幅度起伏约1d B～2d B。短波频率的“窗口效应”限制了扩频带宽，一般在2M H z左右。如美国SICOM公司研制的短波直接序列扩频电台，扩频带宽为1.5MHz，信息传输速率达到56kbit/s。 当然，无论是短波跳频通信技术，还是短波直接序列扩频通信技术，不仅对提高短波通信电子防御能力具有重要作用，而且对于改善短波信道性能，提高通信特别是数据通信的可靠性和有效性也具有良好的作用，从一定意义上讲，短波扩频通信技术是实现短波高速数据传输的主要 浅谈短波通信的发展 ■ 民航山西空管分局 任东军

短波的天波传播衰减预测模型

短波的天波传播衰减预测模型 2010-12-09 14:36:31 来源：维库开发网 关键字：短波天波传播衰减预测模型ITU-R P.533-7 建立短波天波传播衰减预测的计算模型，为保障短波通信电路的可靠性提供参考依据，建立的方法主要依据ITU-R P.533-7。首先进行传播路径的判别，进而进行频率预测，最后建立传播衰减计算模型并与文献结果进行比对，两者有较好的一致性。频率预测部分摒弃了ITU-R P.533-7中的全球预测方法，采用了对我国来说较为准确的亚大方法。 天波是指经电离层反射而传播的波，亦称电离层波。电离层是太阳辐射构成的，一年四季乃至每时每刻太阳照射的强弱都在变化，因此各地电离层的情况各有所异。电离层的电离条件不断变化，使通过天波传播的短波信道并不稳定，它实质上是一种时变的色散信道。短波信道的路径衰耗、时延散布、大气噪声和干扰等均随时间、地点、季节、昼夜以及频率的不同而不断地变化。因此，在短波通信中，为了保障通信可靠性，有必要对每一个具体的通信电路进行天波频率及传播衰减的预测。本文就是在ITU-R P.533-7推荐建议的基础上建立了短波天波传播衰减的计算模型，并将计算结果与参考文献比对后进行了软件仿真实现。 1 天波传播路径的判别 短波天波主要靠电离层的反射进行远距离的传播，电离层是分层的，其范围大约从地球表面上空50 km处一直延伸到2 000 km左右，按照电子浓度的分布情况，电离层通常分3层，由下向上分别称为D层、E层和F层。白天，F层还可细分为F1层和F2层，F2层位于地面 上空220 km以上，对短波通信起主要作用。短波天波传播路径主要依靠E层及F2层的反射来确定。 在短波通信的收发点位置确定以后，依靠E层及F2层反射的最少跳数由式(1)确定。 2 传播路径上各反射点的频率预测 欲建立可靠的短波通信，不能在短波频段内任意选择一个频率。在给定距离和方向的路径上，在一定时间内短波通信只能用一个有限的频带，对于长时间的短波通信电路，通常需要几种频率以便在不同的时间内供选用。当考虑了最主要的影响天波传播的传播条件后，可

无线电波传播方式与各频段的利用

无线电波传播方式与各频段的利用 无线电通信是利用电磁波在空间传送信息的通信方式。电磁波由发射天线向外辐射出去，天线就是波源。电磁波中的电磁场随着时间而变化，从而把辐射的能量传播至远方。无线电波共有以下七种传播方式（附图为无线电波传播方式示意图）。 （1）波导方式当电磁波频率为30kHz以下（波长为10km以上）时，大地犹如导体，而电离层的下层由于折射率为虚数，电磁波也不能进入，因此电磁波被限制在电离层的下层与地球表面之间的空间内传输，称为波导传波方式； （2）地波方式沿地球表面传播的无线电波称为地波（或地表波），这种传播方式比较稳定，受天气影响小； （3）天波方式射向天空经电离层折射后又折返回地面（还可经地面再反射回到天空）的无线电波称为天波，天波可以传播到几千公里之外的地面，也可以在地球表面和电离层之间多次反射，即可以实现多跳传播。 （4）空间波方式主要指直射波和反射波。电波在空间按直线传播，称为直射波。当电波传播过程中遇到两种不同介质的光滑界面时，还会像光一样发生镜面反射，称为反射波。 （5）绕射方式由于地球表面是个弯曲的球面，因此电波传播距离受到地球曲率的限制，但无线电波也能同光的绕射传播现象一样，形成视距以外的传播。 （6）对流层散射方式地球大气层中的对流层，因其物理特性的不规则性或不连续性，会对无线电波起到散射作用。利用对流层散射作用进行无线电波的传播称为对流层散射方式。 （7）视距传播指点到点或地球到卫星之间的电波传播。 附表给出了从甚低频（VLF）至极高频（EHF）频段的电波传播方式、传播距离、可用带宽以及可能形成的干扰情况。

在确定无线电系统实际通信距离、覆盖范围和无线电干扰影响范围时，无线电传播损耗是一个关键参数。无线电通信系统若不进行科学的频率指配和严格的系统设计与场强预测，会使系统之间产生严重干扰而不能正常工作。为了保证无线电通信用户的通信质量，确保无线电波发射的业务覆盖服务区和电波传播的可靠程度，必须仔细地计算从接收天线到发射天线之间的传播损耗。理论上讲，在自由空间无线电波的传播损耗大小与传播距离的平方及使用频率的平方成正比关系，但是在确定无线电系统实际通信距离、覆盖范围和无线电干扰影响范围时，同时还要考虑在传播路径上存在着各种各样的影响，如高空电离层影响，高山、湖泊、海洋、地面建筑、植被以及地球曲面的影响等，因而电波具有反射、绕射、散射和波导传播等传播方式。在研究电波传播特性时，通常以数学表达式来描述这些传播损耗特性，即所谓的数学模型。无线电波传播模型通常是很复杂的，必须对不同的频段使用不同的电波传播模型，以预测电台覆盖和传播场强。下面简要地叙述几种传播方式（详细数学公式略）。 VLF(f< 30kHz) 频率低于30kHz的电波，传播损耗近似等于自由空间传播损耗，即相当于电波在理想的、均匀的、各向同性的介质中传播，不发生反射、折射、绕射和吸收现象，只存在因电磁能量扩散引起的传播损耗。在此频段内，电波在电离层与地球之间可以以波导方式沿地球表面进行传播。 LF(30kHz< f< 300kHz) 在这个频段内，有两种重要的传播方式：地波方式及电离层天波方式。天波信号幅度具有明显的昼夜变化，这是由于电离层吸收和变化

(北京专用)高考物理总复习第四章第5讲实验：探究平抛运动的特点精练(含解析)

（北京专用）高考物理总复习第四章第5讲实验：探究平抛运动的特点 精练（含解析） 第5讲实验:探究平抛运动的特点 A组基础巩固 1.(2018东城期末)对于“探究平抛运动的特点”的实验,如图是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹,O为抛出点。在轨迹上任取两点A、B,分别测得A点的纵坐标为y1=4.90 cm、B点的纵坐标为y2=44.10 cm,A、B两点间的水平距离Δx=40.00 cm。g取9.80 m/s2,则平抛小球的初速度v0为m/s。 答案 2.00 解析由y1=g,代入数据解得t1=0.1 s,由y2=g,代入数据解得t2=0.3 s,Δt=t2-t1=0.2 s,Δx=0.40 m,由Δx=v0·Δt,得v0== m/s=2.00 m/s。 2.(2017朝阳期中)小芳和小强两位同学采用了不同的实验方案来研究平抛运动。 甲

乙 (1)(多选)小芳同学利用如图甲所示的装置进行实验。下列说法正确的是。 A.应使小球每次从斜槽上同一位置由静止释放 B.斜槽轨道必须光滑 C.斜槽轨道的末端必须保持水平 D.本实验必需的器材还有刻度尺和停表 (2)小强同学利用频闪照相的方式研究平抛运动。图乙是在每小格的边长为5 cm的背景下拍摄的频闪照片,不计空气阻力,取重力加速度g=10 m/s2。则照相机两次闪光的时间间隔Δt=s,小球被抛出时的水平速度 v= m/s。 答案(1)AC (2)0.1 2.0 解析(1)为了保证小球做平抛运动的初速度相等,每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放,斜槽可以不光滑,故B错误,A正确;为了保证小球的初速度水平,斜槽末端必须保持水平,故C正确;由于有坐标纸不需要刻度尺,可以用Δh=gT2求出时间间隔,所以不需要使用停表,D错误。 (2)在竖直方向上,根据Δy=2L=gT2得 T== s=0.1 s,则小球平抛运动的初速度v0== m/s=2.0 m/s。 3.(2017海淀零模)在做“研究平抛运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻所通过的位置,实验时用如图所示的装置。实验操作的主要步骤如下: A.在一块平木板上钉上复写纸和白纸,然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽口前,木板与槽口之间有一段距离,并保持板面与轨道末端的水平段垂直 B.使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,小球撞到木板在白纸上留下痕迹A

备考2019年高考物理一轮复习：第四章第2讲平抛运动的规律及应用练习含解析

板块三限时规范特训 时间：45分钟满分：100分 一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分。其中1～6为单选，7～10为多选) 1．一个物体以初速度v0被水平抛出，落地时速度为v，那么物体运动的时间是() A.v－v0 g B. v＋v0 g C.v2－v20 g D. v2＋v20 g 答案 C 解析由v2＝v2x＋v2y＝v20＋(gt)2，得出t＝v2－v20 g，故C正确。 2．[2017·江西联考]在空间某一点以大小相等的速度分别竖直向上、竖直向下、水平抛出质量相等的小球，不计空气阻力，经过相等的时间(设小球均未落地)() A．做竖直下抛运动的小球加速度最大 B．三个小球的速度变化相同 C．做平抛运动的小球速度变化最小 D．做竖直下抛的小球速度变化最小 答案 B 解析由于不计空气阻力，抛出的小球只受重力作用，因此它们的加速度相同，均为重力加速度g，A错误；加速度相同，相等时间内三个小球的速度变化相同，B正确，C、D错误。 3．物体做平抛运动时，它的速度方向与水平方向的夹角α的正切tanα随时间t变化的图象是图中的()

答案 B 解析 根据几何关系：tan α＝v y v 0＝gt v 0 ，则tan α与t 成正比例函数关系，B 正确。 4．[2018·山西太原模拟]将篮球从同一位置斜向上抛出，其中有两次篮球垂直撞在竖直墙面上，如图所示。不计空气阻力，则下列说法正确的是 ( ) A ．从抛出到撞墙，第二次球在空中运动的时间较短 B ．篮球两次抛出时速度的竖直分量第一次小于第二次 C ．篮球两次撞墙的速度可能相等 D ．抛出时的速度大小，第一次一定比第二次小 答案 A 解析 由于两次篮球垂直撞在竖直墙面上，篮球被抛出后的运动可以看 作是平抛运动的反向运动。加速度都为g 。在竖直方向上，h ＝12gt 2，因

2019年高考物理一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天第2讲平抛运动学案

第2讲平抛运动 一、平抛运动 1.定义：以一定的初速度沿水平方向抛出的物体只在重力作用下的运动. 2.性质：平抛运动是加速度为g的匀加速曲线运动，其运动轨迹是抛物线. 3.平抛运动的条件 (1)v0≠0，沿水平方向；(2)只受重力作用. 4.研究方法 平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动. 5.基本规律(如图1所示) 图1 [深度思考] 从离水平地面某一高度的地方平抛的物体，其落地的时间由哪些因素决定？其水平射程由哪些因素决定？平抛的初速度越大，水平射程越大吗？

答案运动时间t＝2h g ，取决于高度h和当地的重力加速度g.水平射程x＝v0t＝v0 2h g ，取决于初速 度v0、高度h和当地的重力加速度g.当高度、重力加速度一定时，初速度越大，水平射程越大. 二、斜抛运动(说明：斜抛运动只作定性要求) 1.定义 将物体以初速度v0沿斜向上方或斜向下方抛出，物体只在重力作用下的运动. 2.性质 加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动，轨迹是抛物线. 3.研究方法 斜抛运动可以看做水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动的合运动. 1.判断下列说法是否正确. (1)平抛运动的轨迹是抛物线，速度方向时刻变化，加速度方向也可能时刻变化.(×) (2)无论初速度是斜向上方还是斜向下方的斜抛运动都是匀变速曲线运动.(√) (3)做平抛运动的物体质量越大，水平位移越大.(×) (4)做平抛运动的物体初速度越大，落地时竖直方向的速度越大.(×) (5)从同一高度水平抛出的物体，不计空气阻力，初速度大的落地速度大.(√) 2.(人教版必修2P10做一做改编)(多选)为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如图2所示的装置进行实验.小锤打击弹性金属片后，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落，关于该实验，下列说法中正确的有() 图2 A.两球的质量应相等 B.两球应同时落地 C.应改变装置的高度，多次实验

短波天波传播浅谈

短波天波传播浅谈 【摘要】短波利用天波传播时，由于电离层的吸收随着频率的升高而减小，故能以较小的功率借助电离层反射完成远距离传播。可以传播到几百到一二万千米的距离，甚至环球传播。而电波比较深入的进入电离层时，受电离层的影响较大，信号不稳定。即使工作频率选择的正确，有时也难以正常工作。下面简单介绍短波天波传播工作频率的选择及影响短波天波传播正常工作的几个问题。 【关键词】短波天波传播;工作频率选择;短波天波传播的几个主要问题 1．短波天波传播工作频率的选择 工作频率的选择是影响短波通信质量的关键性问题之一。若选用频率太高，虽然电离层的吸收小，但电波容易传出电离层，若选用频率太低，虽然能被电离层反射，但电波将受到电离层的强烈吸收。一般来说，选择工作频率应考虑以下原则： (1)不能高于最高可用频率Fmuf , Fmuf是指当工作距离一定时，能被电离层反射回来的最高频率。 (2)不能低于最低可用频率Fluf,Fluf。在短波天波传播中。频率越低，电离层吸收越大，接收点信号电平越低。由于在短波波段的噪声是以外部噪声为主，而外部噪声——人为噪声.天线噪声等的噪声电平却随着频率的降低而增强，结果使信噪比变坏。 (3)一日之内适时改变工作频率。由于电离层的电子密度随时变化，相应地，最佳工作频率也随时间变化，但电台的工作频率不可能随时变化，所以实际工作中通常选用两个或三个频率为该电路的工作频率，选用白天适用的频率称为“日频”，夜间适用的频率称为“夜频”。 2.短波天波传播的几个主要问题 2.1衰落现象严重 衰落现象是指接受点信号振幅忽大忽小，无次序不规则的变化现象。衰落时，信号强度有几十倍到几百倍的变化。通常衰落分为快衰落和慢衰落两种。 慢衰落的周期从几分钟到几小时甚至更长，是一种吸收型衰落。主要由电离层电子密度及高度变化造成电离层吸收的变化而引起的。克服慢衰落的有效措施之一是在接收机中采用自动增益控制。 快衰落的周期在十分之几秒到几秒之间，是一种干涉型衰落，产生的原因是发射天线辐射的电波是由几条不同路径到达接收点的（即多径效应），由于电离层状态的随机变化，天波射线路径随之改变。造成在接收点各条路径间的相位差随之变化，信号便忽大忽小。分集接收是一种比较有效的抗衰落措施。所谓分集接收，就是采用不同的方法接收同一信号，不同方法接收的信号互为补偿，从而使在接收端信号的衰落影响得以减小。 2.2多径时延效应 短波天波传播中，随机多径传输现象不仅引起信号幅度的快衰落，而且使信号失真或使信道的传输带宽受到限制。多径时延是指多径传输中最大的传输时延与最小的传输时延之差，其大小与通信距离，工作频率，时间等有关。 2.2.1多径时延与工作距离有较明显的关系 在200到300km的短程电路上，多径时延可达8ms，这主要是因为在几百千米的短程电路上，通常都使用弱方向性天线等，电波传播模式较多，射线仰角

2跳波传播理论-ITU

ITU-R P.684-4 建议书 约150 kHz以下频率的场强预测 （ITU-R 225/3号研究课题） （1990-1994-2001-2003-2005）国际电联无线电通信全会， 考虑到 a）有必要为工程技术人员规划约150 kHz以下频带的无线电业务提供指导； b）已研究出下述方法： —根据在16 kHz至大约1 000 kHz的频带内场强测量的统计分析，在约60 kHz以上频率要进行一次跳频处理； —根据地球和电离层的理论模型，使用从传播数据确定的电离层模型参数，对约60 kHz以下频率有一种波导模式的方法； —ITU-R P.1147建议书中描述了用于150-1 700 kHz频带的一种方法， 建议 1 当采用下述方法时，在如附件2讨论的某些区域内使用时要提醒在精度方面应特别注意。 1 引言 有两种方法可用于ELF、VLF和LF信号场强的理论计算。 应注意本建议中的信息包括超过150 kHz的f cos i的值。频率超过150 kHz时不建议使用该信息。ITU-R P.1147建议书中给出用于150 kHz以上频率的信息。 1.1跳频方法在给定的发射机和接收机之间电磁能量路径中呈现的几何现象与HF情况是相同的。 该方法应在LF时使用，而在VLF使用时距离应小于1 000 km。该方法对沿确定的路径发生的无线电传输的处理要根据所研究的传播包含一跳或是多跳来确定是一次或多次电离层反射，对于地波也如此。总场由各路径场的矢量合成。从长波的角度考虑，必须考虑到由地球表面产生的衍射波，这在HF情况中并不发生。跳波方法在有倾斜入射、传播所发生的高度区域的量级等于或大于几个波长时是合理的。

短波的电波传播特点和工作频率选择

科技信息2013年第1期 ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ 短波通信利用电离层折射，可以不依赖任何中继系统与数百千米到数千千米外的地方建立通信联络，短波通信按传播途径可分成地波和天波两种基本传播途径，由于电离层不断变化，使通过天波传播的短波信道并不稳定，影响短波通信的效果。只有透彻认识和运用短波电波的传播特点，才能发挥短波通信的应有效能，建立稳定可靠的通信联系。在短波电台灵敏度和发射功率、天线架设、地形地物均已确定的情况下，工作频率成为决定通信质量的唯一可选因素。本文主要就短波通信特别是短波天波通信的电波传播特点和工作频率选择问题作简要的探讨。 1短波的地波通信与工作频率选择 地波是指沿地球表面传播的电波，基本不受昼夜、季节等条件影响，因此信号稳定。地波传播时在大地产生感应电荷，这些电荷随电波前进而形成地电流。由于大地有一定的电阻，地电流流过时要消耗能量，形成大地对电波的吸收。地电阻的大小与电波频率有关，频率越高，吸收作用越明显。地波的场强与传播距离成反比，距离越远，信号强度越弱，远至一定距离，信噪比将降低到无法保证可靠通信的程度，导致通信中断。短波地波传播的噪声主要来自大气的天电和周围工业设备的电气干扰。 短波电台可利用地波传播方式在几千米至几十千米距离内建立稳定可靠的通信联络，其有效距离主要取决于短波电台的发射功率、天线的架设方式、传播路径上的地形地物影响及使用的工作频率。鉴于频率越低，大地对电波的吸收作用越小，短波电台利用地波传播方式进行通信联络宜选用短波频率的低段（3-6MHz）。 2短波的天波通信与工作频率选择 天波是指地面发出的经电离层折射返回地面的电波。电离层随昼夜、季节、年度而变化，导致天波传播状况随时变化，直接影响着不同频率短波电波的传播。 （1）电离层对电波的折射和反射 太阳辐射使地球大气中的氮、氧原子失去电子，形成离子，进而这些电离化的气体形成所谓电离层，其分布高度距地面几十千米至上千千米。有了电离层对于短波信号的折射作用，才使远距离通信成为可能。电离层可看成具有一定介电常数的媒质，电波进入电离层会发生折射。折射率与电子密度和电波频率有关，电子密度越高，折射率越大；电波频率越高，折射率越小。电离层电子密度随高度的分布是不均匀的，随高度的增加电子密度逐渐加大，折射率亦随之加大。可以将电离层划分为许多薄层，电波在通过每一薄层时都要折射一次，折射角依次加大，当电波射线达到电离层的某一点时，该点的电子密度值恰使其折射率为90°，此时电波射线达到最高点，尔后沿折射角逐渐减小的轨迹由电离层深处折返地面。当频率一定时，电波射线入射角越大，则越容易从电离层反射回来。当入射角小于一定值时，由于不能满足90°的折射角的条件，电波将穿透电离层进入太空不再返回地面。当入射角一定时，频率越高，使电波反射所需的电子密度越大，即电波越深入电离层才能返回。当频率升高到一定值时，亦会因不能满足90°折射角的条件而使电波穿透电离层进入太空，不再返回地面。 （2）电离层对电波的吸收 当电波通过电离层时，电离层中的自由电子在电波的作用下作往返运动，互相碰撞，消耗的能量来自电波，即为电离层对电波的吸收。吸收效果主要与电子密度和电波频率有关，电子密度越高、电波频率越低，吸收越大，反之则低。当吸收作用大到一定程度时，电波强度将不能满足短波电台的信噪比要求，导致通信中断。太阳耀斑期间，电波在电离层遭到强烈的吸收，以至接收不到由电离层反射的短波信号，造成短波通信中断。 （3）电离层的变化规律 电离层中电子密度呈层状分布，对短波通信影响大的有D层、E 层、F1层、F2层，各层之间没有明显的分界线，电子密度D层＜E层＜F1层＜F2层。由于电离层的形成主要是太阳辐射的结果，因此电离层的电子密度与阳光强弱密切相关，随地理位置、昼夜、季节和年度变化而变化，其中昼夜变化的影响最大。 D层是电离层中最靠近地面的一层。它在中午的时候电离程度最高，但离子很容易丢失，所以D层中午电子密度最大，入夜后很快消失。这一层只是吸收电波的能量，而不反射它们。D层电离化的程度越高，吸收电波的能力越强。 跟D层类似，没有阳光照射的时候E层失去离子的速度很快，因此它主要在白天影响传播。白天电子密度增加，晚上相应减少。但是E 层不像D层那样吸收较低频率的电波的能量而让较高频率的通过，E 层可以把电波反射回地面。在晚上E层非常弱，电波都能穿透它。 F1和F2层合称为F层，F1层中午电子密度最大，入夜后很快消失；F2层下午达到最大值，入夜逐渐减少，黎明前最小。对于远距离短波通信来说F层是最为重要的，F层在白天和晚上都存在，只是在晚上F层比较薄。因此F层在白天能把比较高频率的电波反射回地面，而到了晚上就让较高频率的电波通过。一般来说，在晚上可以把10～15MHz的信号反射回地面。 夜间D层消失，E层也变得很弱，F1和F2层合到了一起。由于没有D层的吸收作用，我们可以使用较低频率的无线电信号，这也是我们可以在晚上听到很多国外中波广播的原因。而那些在白天可以被反射的电波，在晚上则穿过了不够厚的F层。 能被F层反射的最高频率被称为最高可用频率。工作频率选择接近最高可用频率是一个较好的选择。因为低于这个频率的将被吸收得多，而高于这个频率的又容易穿透电离层。有时最高可用频率甚至降到了5MHz以下，这是由于电离层的扰动或者是F层过于稀薄。同样，太阳周期的最低点也会造成这种情况。太阳黑子可以使电离层的反射短波信号的能力增强。而太阳流又会使电离层扰动导致电磁暴，骚动的电离层会吸收电波。 （4）短波天波通信的工作频率选择 由于电离层的高度及电子密度主要随日照强弱昼夜变化，因此工作频率的选择是影响短波通信质量的关键。这就决定了为取得良好的通信效果，短波通信的工作频率必须随电离层的变化而改变。我们应在通信距离和天线架设、地形地物等因素确定的情况下，根据通信时段、气象条件等因素在一定范围内对工作频率进行调整，选择最佳频率，避开干扰频率，以达到最佳通信质量。 一般来说，选择工作频率应考虑以下原则： （1）不能高于最高可用频率 当通信距离一定时，可以被电离层反射回来的最高频率叫最高可用频率，通信频率不能高于最高可用频率，否则电波将（下转第88页） 浅谈短波的电波传播特点和工作频率选择 张太福韩宇 （中国人民武装警察部队新疆总队司令部通信站，新疆乌鲁木齐830063） 表1 时段频率 距离 500千米1000千米2000千米 0时最高可用频率 5.4MHz7MHz11.5MHz 最佳工作频率 4.6MHz6MHz10MHz 4时最高可用频率 5.3MHz 5.9MHz7MHz 最佳工作频率 4.5MHz5MHz6MHz 8时最高可用频率8.3MHz11.8MHz21MHz 最佳工作频率7MHz10MHz18MHz 12时最高可用频率18.8MHz23MHz33MHz 最佳工作频率16MHz20MHz30MHz 16时最高可用频率16MHz21MHz32MHz 最佳工作频率14MHz18MHz28MHz 20时最高可用频率9.5MHz11.8MHz18MHz 最佳工作频率8MHz10MHz16MHz 24时最高可用频率 5.4MHz7MHz11.6MHz 最佳工作频率 4.6MHz6MHz10MHz ○ＩＴ论坛○ 95

无线电波的传播特性

无线电波的传播特性 1、无线电波的传播特性及信号分析 甚低频VLF 3-30KHz 超长波1KKm-100Km 空间波为主海岸潜艇通信;远距离通信;超远距离导航低频LF 30-300KHz 长波10Km-1Km 地波为主越洋通信;中距离通信;地下岩层通信;远距离导航中频MF 0.3-3MHz 中波1Km-100m 地波与天波船用通信;业余无线电通信;移动通信;中距离导航高频HF 3-30MHz 短波100m-10m 天波与地波远距离短波通信;国际定点通信 甚高频VHF 30-300MHz 米波10m-1m 空间波电离层散射（30-60MHz）;流星余迹通信;人造电离层通信（30-144MHz）;对空间飞行体通信;移动通信 超高频UHF 0.3-3GHz 分米波1m-0.1m 空间波小容量微波中继通信;（352-420MHz）;对流层散射通信（700-10000MHz）;中容量微波通信（1700-2400MHz） 特高频SHF 3-30GHz 厘米波10cm-1cm 空间波大容量微波中继通信（3600-4200MHz）;大容量微波中继通信（5850-8500MHz）;数字通信;卫星通信;国际海事卫星通信（1500-1600MHz） ELF 极低频3~30Hz SLF 超低频30~300Hz ULF 特低频 300~3000Hz VLF 甚低频3~30kHz LF 低频30~300kHz 中波，长波 MF 中频300~3000kHz 100m~1000m 中波 AM广播 HF 高频 3~30MHz 10~100m 短波短波广播 VHF 甚高频 30~300MHz 1~10m 米波FM广播 UHF 特高频 300~3000MHz 0.1~1m 分米波 SHF 超高频3~30GHz 1cm~10cm 厘米波 EHF 极高频30~300GHz 1mm~1cm 毫米波 无线电波按传播途径可分为以下四种：天波—由空间电离层反射而传播；地波—沿地球表面传播；直射波—由发射台到接收台直线传播；地面反射波—经地面反射而传播。无线电波离开天线后，既在媒介质中传播，也沿各种媒介质的交界面（如地面）传播，具有一定的规律性，但对它产生影响的因素却很多。 无线电波在传播中的主要特性如下： （1）直线传播均匀媒介质（如空气）中，电波沿直线传播。 （2）反射与折射电波由一种媒介质传导另一种媒介质时，在两种介质的分界面上，传播方向要发生变化。由第一种介质射向第二中介质，在分界面上出现两种现象。一种是射线返回第一种介质，叫做反射； 另一种现象是射线进入第二种介质，但方向发生了偏折，叫做折射。一般情况下反射和折射是同时发生的。 入射角等于反射角，但不一定等于折射角。反射和折射给测向准确性带来很大的不良影响；反射严重是，测向设备误指反射体，给干扰查找造成极大困难。 （3）绕射电波在传播途中，有力图绕过难以穿透的障碍物的能力。绕射能力的强弱与电波的频率有关，又和障碍物大小有关。频率越低的电波，绕射能力越弱；障碍物越大，绕射越困难。工作于80米（375MHZ）波段的电波，绕射能力是较强的，除陡峭高山（相对高度在200米以上）外，一般丘陵均可逾越。2米波段的电波绕射能力就很差了，一座楼房，或一个小山丘，都可能使信号难以绕过去。 （4）干涉直射波与地面反射波或其它物体的反射波在某处相遇时，测向收到的信号为两个电波合成后的信号，其信号强度有可能增强（两个信号跌叠加）也可能减弱（两个信号相互抵消）。这种现象称为波的干涉。产生干涉的结果，使得测向机在某些接收点收到的信号强，而某些接收点收到的信号弱，甚至收不到信号，给判断干扰信号距离造成错觉。天线发射到空间的电波的能量是一定的，随着传播距离的增大，不仅在传播途中能量要损耗，而且能量的分布也越来越广，单位面积上获得的能量越来越小。反之，

l短波通信的发展历史及现状

l短波通信的发展历史及现状 短波通信(Short-wave Communication)，也被称为高频通信，一般指的是利用波长范围为100m到10m(相应的频率范围为3MHz 到30MHz)的电磁波的无线通信。短波的传播方式主有两种：一个为地波，另一个为天波。其中地波沿着地球表面进行传播，这种方式的传播距离主要由地表介质特性决定。因为地波的衰减随着频率的升高而增强，短波以地波方式传播时，使用常用的发射功率，短波的传播距离最多只有几百公里，所以地波不是短波通信中使用的主要传播方式。然而地波传播不需要经常改变无线通信的工作频率，但需考虑障碍物的影响，这也是其与天波传播方式不同的地方。 1901年，意大利无线电工程师马可尼在英国与纽芬兰之间(距离为3400Km)，实现了跨越整个大西洋的无线电通信。在这以后，因为无线电短波通信设备的价格低廉、便携性强、操作简单和灵活等优点，无线电短波通信迅速发展成为远距离无线通信的主要技术。从第二次世界大战开始一直到20世纪6O年代的这一段时间是短波无线通信发展的黄金时期，该技术广泛地应用于军事、广播、商业、气象等诸多领域，世界上许多国家并建立了覆盖本地区或世界性的专用通信网或公用通信网。但自从20世纪60年代以后，卫星通信等新兴远距离通信技术的出现使得短波通信的缺点越来越多地暴露出来：带宽较窄，射频频谱资源紧张，存在信道间干扰问题，易被窃听等等。相反的是，新型卫星通信技术

具有信道稳定、可靠性高、通信质量好、信道容量大等优点，许多本来是属于短波通信的重要业务逐步被卫星通信所取代。在20世纪60至7O年代，短波无线通信技术的研究与应用陷入低谷。但电子战、卫星战等战争方式的出现，使得人们发现一旦发生战争，各种通信系统都有可能被破坏，就是卫星也不能避免，如果过分依赖卫星作为中继站进行无线通信，在战时卫星一旦被摧毁，那么整个通信系统将瘫痪，后果是不堪设想的。短波自身的特点决定其是唯一不受网络枢纽和有源中继体制约的远程通信手段，该技术的抗打击能力和自主通信能力超出其他通信方式，再加之卫星通信技术成本很高，而短波通信技术起点较低、价格低廉，一般的国家均能进行部署和使用。短波无线通信和卫星通信一样，都能够实现全球的通信，基于以上原因，人们对短波无线通信的发挥的作用又重新予以重视。 随着微电子技术、计算机技术和数字信号处理技术的不断发展，短波无线通信技术在自适应收发信机、自适应调制解调器、自适应均衡及检测、白适应天线阵等方面上取得了突破，使得短波无线通信技术有可能解决高干扰电平、衰落和多径传播等信道时变特性方面的问题，向着数字化、低误码率、高速率的方向继续发展。 2现有短波通信存在的缺陷 2．1地球电离层对短波通信的影响太阳的辐射使得地球大气层中的氮原子、氧原子失去电子，变成离子这些离子态的气体在地

无线电波传播途径

无线电波在均匀介质 (如空气)中，具有直线传播的特点。只要测出电波传播的方向，就可以确定出信号源（发射台）所在方向。无线电测向是指通过无线电测向机测定发射台（或接收台）方位的过程，但是无线电测向运动中，要快速寻找隐蔽巧妙的信号源，必须掌握无线电波的传播规律。 一、无线电波的发射与传播 无线电波既看不见，也摸不着，却充满了整个空间。广播、移动通讯、电视等，已经是现代社会生活必不可少的一部分。无线电波属于电磁波中频率较低的一种，它可直接在空间辐射传播。无线电波的频率范围很宽，频段不同，特性也不尽相同。我国目前开展的无线电测向运动涉及三个频段:频率为1.8—2兆赫的中波波段，波长为150—166.6米，称160米波段测向；频率为3.5—3.6兆赫的短波波段，波长为83.3—85.7米，称80米波段测向；频率为144—146兆赫的超短波段，波长为2.08—2.055米，称2米波段测向。 （一）无线电波的发射过程 无线电波是通过天线发射到空间的。当电流在天线中流动时，天线周围的空间不但产生电力线 (即电场)，同时还产生磁力线。其相互间的关系，如图2-1-1所示。如果天线中电流改变方向，空间的电力线和磁力线方向随之改变。如果加在天线上的是高频交流电，由于电流的方向变化极快，根据电磁感应的原理，在这些交替变化的电场和磁场的外层空间，又激起新的电磁场，不断地向外扩散，天线中的高频电能以变化的电磁场的形式，传向四面八方，这就是无线电波。从图2-l可知，电力线 (即电场)方向与天线基本平行，磁力线 (磁场)的形状则是以天线为圆心，与天线相垂直的方向随之变化的无数同心圆。 图2-1-1 无线电波的发射 （二）无线电波的特性 l.无线电波的极化 交变电磁场在其附近空间又激起新的电磁场的现象称无线电波的极化。空间传播的无线电波都是极化波。当天线垂直于地平面时，天线辐射的无线电波的电场垂直于地平面称垂直极化波。天线平行于地平面时，天线辐射的无线电波的电

2020高考物理一轮复习第四章第2讲平抛运动的规律及应用学案解析版

平抛运动的规律及应用 主干梳理 对点激活 知识点 抛体运动 Ⅱ 1．平抛运动 (1)定义：将物体以一定的初速度沿□ 01水平方向抛出，物体只在□02重力作用下的运动。 (2)性质：平抛运动是加速度为g 的□03匀变速曲线运动，运动轨迹是□04抛物线。 (3)条件 ①v 0≠0，且沿□05水平方向。 ②只受□06重力作用。 2．斜抛运动 (1)定义：将物体以初速度v 0沿□07斜向上方或□08斜向下方抛出，物体只在□09重力作用下的运动。 (2)性质：斜抛运动是加速度为g 的□10匀变速曲线运动，运动轨迹是□11抛物线。 (3)条件 ①v 0≠0，且沿□12斜向上方或斜向下方。 ②只受□ 13重力作用。

知识点抛体运动的基本规律Ⅱ1．平抛运动 02自由落 (1)研究方法：平抛运动可以分解为水平方向的□01匀速直线运动和竖直方向的□ 体运动。 (2)基本规律(如图所示) ①速度关系

②位移关系 ③轨迹方程：y＝□10 g 2v20 x2。 2．斜抛运动 (1)研究方法：斜抛运动可以分解为水平方向的□11匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛或竖直下抛运动。 (2)基本规律(以斜向上抛为例，如图所示)

①水平方向 v0x＝□12v0cosθ，x＝v0t cosθ。 ②竖直方向 v0y＝□13v0sinθ，y＝v0t sinθ－1 2 gt2。 3．类平抛运动的分析 所谓类平抛运动，就是受力特点和运动特点类似于平抛运动，即受到一个恒定的外力且外力与初速度方向垂直，物体做匀变速曲线运动。 (1)受力特点：物体所受合力为恒力，且与初速度的方向垂直。 (2)运动特点：沿初速度v0方向做匀速直线运动，沿合力方向做初速度为零的匀加速直线运动。 一思维辨析 1．以一定的初速度水平抛出的物体的运动是平抛运动。( )

短波通信的频率选择

短波通信的频率选择 老笨所在的工作单位在上世纪90年代初建立了一个短波单边带通信网,以解决手机通信站点未能覆盖的地区的移动条件下的远程通信问题。为此，曾开了一期操作人员培训班。由设备供应商主讲电台的操作与使用。老笨负责主讲短波通信的频率选择。在培训中老笨尽可能用比较通俗易懂的方式来讲解，但多数人没有听懂。系统建好后，曾多次有过固定台对移动台（车载）之间建立起2000公里的话音沟通（发射功率约100W）。随着手机通信覆盖地域的不断扩展，这套耗资百万的系统用了几年后现在已经废掉了。 现将当年的培训提纲上至矿坛，为老笨加点积分。 简述短波段无线电波的传播规律与短波无线电通信的频率选择及预测 一、引言： 在无线电通信中，无线电发射机的天线辐射载有信息的电磁波，到达接收点无线电接收机的天线，要经过一段自然路径。无线电波在自然环境中的传播主要有三个路径常用于无线电通信：视距传播、地波传播、天波传播。不同波长的无线电波在以上三种传播路径中有不同的传播规律。短波无线电波（2—30Mhz）的传播有不同于其它频段的特殊规律，只有透彻认识和运用其特殊规律，才能发挥短波无线电通信设备的应有效能，建立稳定可靠的通信联系，提高通信质量。 二、无线电波的传播路径： （1）视距传播：视距传播是指电波在发射天线与接受天线互相“看得见”的距离内的传播方式。电波在靠近地面的低空大气层中以近似直线的路径传播(见图-1），在发射功率一定的情况下，其通信距离相当大的程度上取决于收发双方的天线高度，多用于超短波通信，本文不多作讨论。 （2）地波传播：地波是指沿地球表面传播的电波。当电波沿地表传播时，在地表面产生感应电荷，这些电荷随着电波的前进而形成地电流。由于大地有一定的电阻，电流流过时要消耗能量，形成地面对电波的吸收。地电阻的大小与电波频率有关，频率越高，地的吸收越大。因此，地波传播适宜于长波和中波作远距离广播和通信；小型短波电台采用这种方式只能进行几公里至几十公里的近距离通信。地波是沿着地表面传播的，基本上不受气候条件的影响，因此信号稳定，这是地波传播的突出优点。 （3）天波传播：天波是指地面发出的经电离层折射返回地面的电波。短波无线电台站可以较小的发射功率，不依赖任何地面系统利用天波路径独自建立数百公里甚至数千公里的通信联系，是为有别于其它通信方式的突出优势。但是，电离层随昼夜、季节、年度而变化，导致天波传播状况依时间变化。因此，依赖电离层反射所建立的短波无线电天波通信是不稳定、不可靠的（相对于其他传播路径而言）。远程短波通信要求设备操作人员对短波波段无线电波的传播规律有深入的了解和较多的实践经验，并且依赖于通信各方的配合默契。本文主要讨论短波通信的地波和天波传播。

无线电波的传播特性修订版

无线电波的传播特性 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998

无线电波的传播特性 无线电通信就是不用导线，而利用电磁波振荡在空中传递信号，天线就是波源。电磁波中的电磁场随着时间而变化，从而把辐射的能量传播至远方。 在莫尔斯和贝尔先后发明了有线电报和电话之后，很多科学家对电磁现象大量研究。直到1831年，在英国，法拉弟首先发现了电磁感应现象，并且预言：电与磁的传播是和光一样的一种波。 英国科学家麦克斯韦从1850年就开始对法拉弟提出的课题展开研究。他总结了前人的研究成果，用数学方法对法拉弟的电磁场思想做了严格的论证，并在1864年做出“电与磁的交替转化过程，是一种波的传播形式，是一种光波”的论断，他称这种波为电磁波。 在麦克斯韦首先提出电磁理论后，又过了24年，才由德国伟大的物理学家赫兹通过实验证实了麦氏理论的正确。赫兹设计了一个能够接收电火花的装置，结构极简单。把一根导线弯成圆形，使两端之间仅留一微小的间隙，称它为“共振子”。“共振子”为什么也有火花发生呢赫兹认为，这一定是电振荡以电磁波形式通过空间传播过去的。赫兹于1888年公布了自己的实验结果，证实了电磁波的存在。 赫兹的实验成果震惊了世界，许多科学家继续开展对电磁波的研究。1890年，法国物理学家布朗利发现，将金属粉末即紧缩成块，但是它的电阻减小了，使电流容易通过。这种装有金属粉未的玻璃管被称为“布朗利管”，又称“粉末检波器”，它接收电磁波的灵敏度比赫兹的“共振子”要高得多。 1894年，20岁的意大利青年马可尼从杂志上读到悼念赫兹的文章和他生前的感人事迹，受到极大启发：“如果利用赫兹发现的电磁波，不需要导线也可以实现远距离通信了”。马可尼为自己的大胆设想所激动下宏愿，决心开拓无线电通信事业，把赫兹的研究成果付诸实际应用。在家人的支持下，马可尼就在自己家中进行实验，他用赫兹的火花放电器作发射机，用布朗利的金属粉未检波器作接收机经过一个多月的努力，终于完成了电磁波的发送和接收实验，并在实

现代通信技术前沿论文—

现代通信技术前沿 学期作业 学生姓名：学号： 学院：计算机与信息工程学院 专业年级： 题目：浅谈蓝牙技术及其发展前景 浅谈蓝牙技术及其发展前景 摘要：蓝牙是一种支持设备短距离通信的无线电技术，近年来已经成为研究的热点问题并获得了广泛的应用。本文从蓝牙技术的起源和特点讲起，详细介绍了蓝牙系统的组成、蓝牙技术的信息安全机制和蓝牙技术的组网方案，最后对蓝牙技术的发展做了展望。

关键词：蓝牙系统组成技术 1、引言 就目前科技发展的趋势而言，新科技成为数字电子产品提升本身性能和实力的最佳帮手，而电子消费产品的未来前景也会向着两个重要的指标方向发展。其一就是运用能将无线、可携带式设备以及局域网络演变成为网络体延伸的这类开放的蓝牙技术；而将内存规格统一、加密及轻量化这三者结合为一体的应用就是另一个指标发展方向。 “蓝牙计划”已经不仅仅是少量媒体关注的对象，四大信息媒体都加入了追踪报道，可以说，“蓝牙计划”已经由不得你是否中意，它早已铺天盖地的出现在生活中，如春笋般蓬勃发展。虽然说大家都听说有这么一个具有无限发展前景的计划正在如火如荼且声势浩大的进行着，今后如何真正了解这个计划始末和意图、并对今后新应用有思考，才是最重要的。 bluetooth技术是近几年出现的，广受业界关注的近距无线连接技术。它是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它以低成本的短距离无线连接为基础，可为固定的或移动的终端设备提供廉价的接入服务。 蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，其实质内容是为固定设备或移动设备之间的通信环境建立通用的近距无线接口，将通信技术与计算机技术进一步结合起来，使各种设备在没有电线或电缆相互连接的情况下，能在近距离范围内实现相互通信或操作。其传输频段为全球公众通用的2.4GHz ISM频段，提供1Mbps的传输速率和10m 的传输距离。 蓝牙系统既可以实现点对点连接也可以实现一点对多点连接,在一点对多点连接的情况下，信道由几个蓝牙单元分享,两个或者多个分享同一信道的单元构成了所谓的微微网，一个微微网中存在1个主单元和最多可达7台的活动从单元,多个相互覆盖的微微网形成了所谓的分布网. 2蓝牙技术概况 2.1蓝牙的起源