短波通信系統(tǒng)ppt課件(2)(已修改)
2025-01-27 05:43 本頁面
【正文】 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)機(jī)電學(xué)院 張惠捷 短波通信系統(tǒng) 本章介紹 短波傳輸?shù)奶匦耘c特點(diǎn) 短波通信技術(shù) 系統(tǒng)及發(fā)展 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)機(jī)電學(xué)院 張惠捷 本章主要內(nèi)容： （ 1）短波通信的特點(diǎn)； （ 2）短波通信的常用調(diào)制方式； 單邊帶通信和調(diào)頻通信的概念、基本原理、系統(tǒng)組成； （ 3）數(shù)據(jù)信號(hào)在短波信道上的傳輸問題； （ 4）重點(diǎn)介紹高頻自適應(yīng)和擴(kuò)展頻譜通信的原理及其在現(xiàn)代通信設(shè)備中的應(yīng)用。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)機(jī)電學(xué)院 張惠捷 本章要求： 1 掌握短波通信的特點(diǎn) 。 理解多徑傳播對(duì)通信系統(tǒng)性能的影響 。 2 理解短波通信的調(diào)制方式 ， 掌握單邊帶通信和調(diào)頻通信的概念 、 基本原理 、 系統(tǒng)組成 。 4 理解數(shù)據(jù)信號(hào)在短波信道上的傳輸問題。 5 了解高頻自適應(yīng)和擴(kuò)展頻譜通信的原理及其在現(xiàn)代通信設(shè)備中的應(yīng)用。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)機(jī)電學(xué)院 張惠捷 概述 ? 短波通信 也稱為高頻（ HF）無線電通信是指利用波長(zhǎng)為 100m～ 10m（頻率為3MHz～ 30MHz）的電磁波進(jìn)行的無線電通信。 ?一般也把中波的高頻段（ ～ 3MHz）歸到短波波段，所以現(xiàn)有的許多 短波通信 設(shè)備，其 波段范圍往往擴(kuò)展到 ～30MHz。 ?短波通信被廣泛地用于氣象、通信導(dǎo)航等部門。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)機(jī)電學(xué)院 張惠捷 一、短波傳輸特性 1 短波的傳播形式 短波主要靠電離層反射（天波）傳播，也可以和長(zhǎng)、 中波一樣靠地波進(jìn)行短距離幾十公里以內(nèi)傳播。 電波各種傳播形式的特性簡(jiǎn)介 ? （ 1） 地波傳播形式 地波傳播形式的 頻率范圍大約是 ～ 5MHz。地波的衰減隨著頻率的升高而增大 ， 傳播距離和傳播路徑上媒介的電參數(shù)密切相關(guān) 。 不宜用做無線電廣播或遠(yuǎn)距離通信 。 主要用在長(zhǎng)距離點(diǎn)與點(diǎn)之間的通信 ， 如船舶助航用 。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)機(jī)電學(xué)院 張惠捷 ? （ 2）天波傳播形式 天波靠電離層反射傳播，可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳播，可以超越丘陵地帶，還可以在地波傳播無效的很短的距離內(nèi)建立無線電通信線路。所以對(duì)于短波通信線路，天波傳播較地波傳播更有意義。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)機(jī)電學(xué)院 張惠捷 2 大氣電離層的結(jié)構(gòu) ? 電離層由圍繞地球的處于不同高度的 3個(gè)導(dǎo)電層組成的，這 3個(gè)導(dǎo)電層分別 稱為 D層、 E層、 F層。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)機(jī)電學(xué)院 張惠捷 各導(dǎo)電層對(duì)短波傳播的影響 ? （ l） D層： D層是最低層，在地球上空 60km～90km高度處。白天存在，夜間消失，所以在夜間不再對(duì)短波通信產(chǎn)生影響。 D層中的衰減量遠(yuǎn)大于 E層、 F層中的，所以也稱 D層為吸收層 。 ? （ 2） E層： 在地球上空 100km～ 120km高度處 ，最大電子密度發(fā)生在 110km處 ， 白天基本不變 。 在通信線路設(shè)計(jì)和計(jì)算時(shí) ， 以 110km作為 E層高度 。 E層實(shí)際上對(duì)短波傳播不起作用 。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)機(jī)電學(xué)院 張惠捷 ? （ 3） F層 ：為反射層 ， 在一般情況下 ， 遠(yuǎn)距離短波通信都選用 F層作為反射層 。 白天電離層包含 D、 E、 F1和 F2層 ， 白天 F層有兩層： F1層位于地球上空 170km～ 220km高度處 ， F2層位于地球上空 225km～ 450km高度處 。 F2層在日落以后沒有完全消失 ， 仍保持剩余的電離 ， 夜間 F2層的電子密度較白天降低了一個(gè)數(shù)量級(jí) ， 所以夜間能反射的頻率遠(yuǎn)低于白天 。 由此可以看出 ， 若要保持晝夜短波通信 ， 其工作頻率必須晝夜更換 ， 而且一般情況下夜間工作頻率遠(yuǎn)低于白天工作頻率 。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)機(jī)電學(xué)院 張惠捷 二 短波電離層傳播的基本特性 1 最高可用頻率 （ MUF） — 電波斜射至電離層的入射角； d— 通信線路的長(zhǎng)度； h’— 電波反射點(diǎn)處電離層的虛高 。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)機(jī)電學(xué)院 張惠捷 關(guān)于 MUF的幾點(diǎn)結(jié)論： （ 1） 通信距離 、 反射層的電離密度改變 ， 其 MUF值改變 。 （ 2） 當(dāng)選用 MUF作為工作頻率時(shí) ， 一般情況下可能獲得最佳接收 。 （ 3） 一般情況下 ， FOT= 。 （ 4） 實(shí)際通信線路白天和夜間各選用一個(gè)頻率即可 。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)機(jī)電學(xué)院 張惠捷 2 傳輸模式 ? 傳輸模式有單跳 、 多跳 。 依靠單電離層或多電離層反射構(gòu)成電磁波傳輸路徑 。 當(dāng)通信距離＞ 2500km時(shí) ，往往采用多跳 ， 以獲得較大的仰角 。 如利用 F2反射一次 ， 稱為1F2傳輸模式 。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)機(jī)電學(xué)院 張惠捷 3 多徑傳播 多徑傳播 ： 指電波通過若干條路徑到達(dá)接收端。 多徑延時(shí) ： 多徑延時(shí)是指電波在同一方向沿著
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