無線電通訊原理是什麼無線電通訊原理

2021-03-05 09:13:39 字數 4734 閱讀 4022

1樓:匿名使用者

1、無線通訊是利用電波訊號可以在自由空間中傳播的特性進行資訊交換的一種通訊方式。在移動中實現的無線通訊又通稱為移動通訊,人們把二者合稱為無線移動通訊。簡單講,無線通訊是僅利用電磁波而不通過線纜進行的通訊方式。

電子訊號從發射器到達天線,然後天線將訊號作為一系列電磁波發射到空氣中,訊號通過空氣傳播,直到它到達目標位置為止。在目標位置,另乙個天線接收訊號,乙個接收器將它轉換回電流。

2、無線電通訊(radio ***munications)是將需要傳送的聲音、文字、資料、影象等電訊號調製在無線電波上經空間和地面傳至對方的通訊方式,利用無線電磁波在空間傳輸資訊的通訊方式。

2樓:辛然xr嗯

無線通訊原理——基本原理:無線通訊是利用電波訊號可以在自由空間中傳播的特性進行資訊交換的一種通訊方式。在移動中實現的無線通訊又通稱為移動通訊,人們把二者合稱為無線移動通訊。

簡單講,無線通訊是僅利用電磁波而不通過線纜進行的通訊方式。

1、無線頻譜

所有無線訊號都是隨電磁波通過空氣傳輸的,電磁波是由電子部分和能量部分組成的能量波。聲音和光是電磁波得兩個例子。無線頻譜(也就是說,用於廣播、蜂窩**以及衛星傳輸的波)中的波是不可見也不可聽的——至少在接收器進行解碼之前是這樣的。

「無線頻譜」是用於遠端通訊的電磁波連續體,這些波具有不同的頻率和波長。無線頻譜包括了9khz到300 000ghz之間的頻率。每一種無線服務都與某乙個無線頻譜區域相關聯。

例如,am廣播涉及無線通訊波譜的低端頻率,使用535到1605khz之間的頻率。

無線頻譜是所有電磁波譜的乙個子集。在自然界中還存在頻率更高或者更低的電磁波,但是他們沒有用於遠端通訊。低於9kz的頻率用於專門的應用,如野生動物跟蹤或車庫門開關。

頻率高於300 000ghz的電磁波對人類來說是可見的,正是由於這個原因,他們不能用於通過空氣進行通訊。例如,我們將頻率為428570ghz的電磁波識別為紅色。圖2顯示了整個電磁波譜。

圖2電磁波譜

當然,通過空氣傳播的訊號不一定會保留在乙個國家內。因此,全世界的國家就無線遠端通訊標準達成協議是非常重要的。itu就是管理機構,它確定了國際無線服務的標準,包括頻率分配、無線電裝置使用的訊號傳輸和協議、無線傳輸及接收裝置、衛星軌道等。

如果**和公司不遵守itu標準,那麼在製造無線裝置的國家之外就可能無法使用它們。

2、無線傳輸的特徵

雖然有線訊號和無線訊號具有許多相似之處——例如,包括協議和編碼的使用——但是空氣的本質使得無線傳輸與有線傳輸有很大的不同。當工程師門談到無線傳輸時,他們是將空氣作為「無制導的介質」。因為空氣沒有提供訊號可以跟隨的固定路徑,所以訊號的傳輸是無制導的。

正如有線訊號一樣,無線訊號也是源於沿著導體傳輸的電流。電子訊號從發射器到達天線,然後天線將訊號作為一系列電磁波發射到空氣中。訊號通過空氣傳播,直到它到達目標位置為止。

在目標位置,另乙個天線接收訊號,乙個接收器將它轉換回電流。圖3顯示了這個過程。

圖3 無線傳送和接收

注意,在無線訊號的傳送端和接收端都使用了天線,而要交換資訊,連線到每乙個天線上的收發器都必須調整為相同的頻率。

3、天線

每一種無線服務都需要專門設計的天線。服務的規範決定了天線的功率輸出、頻率及輻射圖。天線的「輻射圖」描述了天線傳送或接收的所有電磁能的三維區域上的相對長度。

「定向天線」沿著乙個單獨的方向傳送無線電訊號。這種天線用在**需要與乙個目標位置(如在點對點連線中)通訊時。定向天線還可能用在多個接收節點排列在一條線上時。

或者,它可能用在維持訊號的一定距離上的強度比覆蓋乙個較廣的地理區域更重要時,因為天線可以使用它的能量在更多的方向傳送訊號,也可以在乙個方向上傳送更長的距離。使用定向天線無線服務的一些例子包括衛星下行線路和上行線路,無線lan以及太空、海洋和航空飛彈。圖4顯示了乙個定向天線的輻射示意圖。

圖4 定向天線的輻射示意圖

與之相比,「全向天線」在所有的方向上都與相同的強度和清晰度傳送和接收無線訊號。這種天線用在許多不同的接收器都必須能夠獲得訊號時,或者用在接收器的位置高度易變時。電視台和廣播站使用全向天線,大多數傳送移動**的發射塔也是如此。

圖5顯示了全向天線的輻射圖。

圖5全向天線的輻射圖

無線訊號傳輸中的乙個重要考慮是天線可以將訊號傳輸的距離,同時還使訊號能夠足夠強,能夠被接收機清晰地解釋。無線傳輸的乙個簡單原則是,較強的訊號將傳輸的比較弱的訊號更遠。

正確的天線位置對於確保無線系統的最佳效能也是非常重要的。用於遠端訊號傳輸的天線經常都安裝在塔上或者高層的頂部。從高處發射訊號確保了更少的障礙和更好的訊號接收。

4、訊號傳播

在理想情況下,無線訊號直接在從發射器到預期接收器的一條直線中傳播。這種傳播被稱為「視線」(line of sight,los),它使用很少的能量,並且可以接收到非常清晰的訊號。不過,因為空氣是無制導介質,而發射器與接收器之間的路徑並不是很清晰,所以無線訊號通常不會沿著一條直線傳播。

當乙個障礙物擋住了訊號的路線時,訊號可能會繞過該物體、被該物體吸收,也可能發生以下任何一種現象:發射、衍射或者散射。物體的幾何形狀決定了將發生這三種現象中的那一種。

(1)反射、衍射和散射無線訊號傳輸中的「反射」與其他電磁波(如光或聲音)的反射沒有什麼不同。波遇到乙個障礙物並反射——或者彈回——到其**。對於尺寸大於訊號平均波長的物體,無線訊號將會彈回。

例如,考慮一下微波爐。因為微波的平均波長小於1公釐,所以一旦發出微波,它們就會在微波爐的內壁(通常至少有15cm長)上反射。究竟哪些物體會導致無線訊號反射取決於訊號的波長。

在無線lan中,可能使用波長在1~10公尺之間的訊號,因此這些物體包括牆壁、地板天花板及地面。

在「衍射」中,無線訊號在遇到乙個障礙物時將分解為次級波。次級波繼續在它們分解的方向上傳播。如果能夠看到衍射的無線電訊號,則會發現它們在障礙物周圍彎曲。

帶有銳邊的物體——包括牆壁和桌子的角——會導致衍射。

「散射」就是訊號在許多不同方向上擴散或反射。散射發生在乙個無線訊號遇到尺寸比訊號的波長更小的物體時。散射還與無線訊號遇到的表面的粗糙度有關。

表面也粗糙,訊號在遇到該表面是就越容易散射。在戶外,樹木會路標都會導致移動**訊號的散射。

另外,環境狀況(如霧、雨、雪)也可能導致反射、散射和衍射

(2)多路徑訊號

由於反射、衍射和散射的影響,無線訊號會沿著許多不同的路徑到達其目的地。這樣的訊號被稱為「多路徑訊號」。多路徑訊號的產生並不取決於訊號是如何發出的。

它們可能從**開始在許多方向上以相同的輻射強度,也可能從**開始主要在乙個方向上輻射。不過,一旦發出了訊號,由於反射、衍射和散射的影響,它們就將沿著許多路徑傳播。圖6顯示了這三種訊號所導致的多徑訊號。

圖6 多徑訊號

無線訊號的多路徑性質既是乙個優點又是乙個缺點。一方面,因為訊號在障礙物上反射,所以它們更可能到達目的地。在辦公樓這樣的環境中,無線服務依賴於訊號在牆壁、天花板、地板以及家具上的反射,這樣最終才能到達目的地。

多路徑訊號傳輸的缺點是因為它的不同路徑,多路徑訊號在發射器與接收器之間的不同距離上傳播。因此,同乙個訊號的多個例項將在不同的時間到達接收器,導致衰落和延時。

5、窄帶、寬頻及擴充套件頻譜訊號

傳輸技術根據它們的訊號使用了無線頻譜的部分大小而有所不同。乙個重要區別就是無線使用窄帶還是寬頻訊號傳輸。在「窄帶」,發射器在乙個單獨的頻率或者非常小的頻率範圍上集中訊號能量。

與窄帶相反,「寬頻」是指一種使用無線頻譜的相對較寬頻帶的訊號傳輸方式。

使用多個頻率來傳輸訊號被稱為擴充套件頻譜技術,換句話說,在傳輸過程中,訊號從來不會持續停留在乙個頻率範圍內。在較寬的頻帶上分布訊號的乙個結果是它的每乙個頻率需要的功率比窄帶訊號傳輸更小。訊號強度的這種分布使擴充套件頻譜訊號更不容易干擾在同乙個頻帶上傳輸的窄帶訊號。

在多個頻率上分布訊號的另乙個結果是提高了安全性。因為訊號是根據乙個只有獲得授權的發射器和接收器才知道的序列來分布的,所以未獲授權的接收器更難以捕獲和解碼這些訊號。

擴充套件頻譜的乙個特定實現是「跳頻擴充套件頻譜」(frequency hopping spread spectrum ,fhss)。在fhss傳輸中,訊號與通道的接收器和發射器知道的同一種同步模式在乙個頻帶的幾個不同頻率之間跳躍。另一種擴充套件頻譜訊號被稱為「直接序列擴充套件頻譜」(direct sequence spread spectrum,dsss)。

在dsss中,訊號的位同時分布在整個頻帶上。對每一位都進行了編碼,這樣接收器就可以在接收到這些位時重組原始訊號。

6、固定和移動

每一種無線通訊都屬於以下兩個類別之一:固定或移動。在「固定」無線系統中,發射器和接收器的位置是不變的。

傳輸天線將它的能量直接對準接收器天線,因此,就有更多的能量用於該訊號。對於必須跨越很長的距離或者複雜地形的情況,固定的無線連線比鋪設電纜更經濟。

不過,並非所有通訊都適用固定無線。例如,移動使用者不能使用要求他們保留在乙個位置來接收乙個訊號的服務。相反,移動**、尋呼、無線lan以及 其它許多服務都在使用「移動」無線系統。

在移動無線系統中,接收器可以位於發射器特定範圍內部的任何地方。這就允許接收器從乙個位置移動到另乙個位置,同時還繼續接受訊號。

無線電通訊原理

3樓:匿名使用者

1、無線通訊是利用電波訊號可以在自由空間中傳播的特性進行資訊交換的一種通訊方式。在移動中實現的無線通訊又通稱為移動通訊,人們把二者合稱為無線移動通訊。簡單講,無線通訊是僅利用電磁波而不通過線纜進行的通訊方式。

電子訊號從發射器到達天線,然後天線將訊號作為一系列電磁波發射到空氣中,訊號通過空氣傳播,直到它到達目標位置為止。在目標位置,另乙個天線接收訊號,乙個接收器將它轉換回電流。

2、無線電通訊(radio ***munications)是將需要傳送的聲音、文字、資料、影象等電訊號調製在無線電波上經空間和地面傳至對方的通訊方式,利用無線電磁波在空間傳輸資訊的通訊方式。

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