通信系統(tǒng)中無線電信號(hào)的傳播及其應(yīng)用

趙佟萍

摘要：科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，在世界步入近代以來，各種科學(xué)技術(shù)就層出不窮地出現(xiàn)，為人們的生活帶來了極大的便利，無線電技術(shù)就是其中一種，尤其是在步入二十一世紀(jì)之后，它被更多地使用在軍事、民生等各個(gè)領(lǐng)域，越來越成為人們生活所必不可少的一種技術(shù)。本文對(duì)我國的通信系統(tǒng)中無線電信號(hào)的傳播方式及其應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：通信系統(tǒng)；無線電信號(hào)；傳播；應(yīng)用

所謂的無線電波，即在空間中不斷交叉擴(kuò)散的磁場(chǎng)和電場(chǎng)，通過電磁感應(yīng)定律可知，無線電波是由高頻率的交變電流輻射產(chǎn)生的。它在傳遞信號(hào)方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，跨越空間和時(shí)間，能夠使消息傳遞得更加快速準(zhǔn)確。

一、通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介

無線電通信只是目前通信工具的一種，還有有線通信的方式也被廣為使用，被用在無線電波有限制的區(qū)域，但這兩種通信方式都是由電或者光介質(zhì)來傳播的，而且其系統(tǒng)構(gòu)成也大同小異，都是由信號(hào)源出發(fā)，經(jīng)過輸入變換器、發(fā)送設(shè)備、接受設(shè)備、輸出變換器等設(shè)備到達(dá)輸出點(diǎn)，而在這其中，輸入和輸出變換器只是兩個(gè)中間設(shè)備，負(fù)責(zé)進(jìn)行信息信號(hào)形式的轉(zhuǎn)變，前者負(fù)責(zé)將信號(hào)源發(fā)出的信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合傳輸?shù)男盘?hào)，而后者負(fù)責(zé)將接收器接受到的信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌虮唤邮艿男问?，主要設(shè)備還是發(fā)送和接受設(shè)備。

發(fā)送設(shè)備是排在輸入變換器之后的，將已經(jīng)轉(zhuǎn)變形式的由信號(hào)源發(fā)出的信號(hào)送入信息傳送通道，這是它的主要功能，除此之外，它對(duì)信號(hào)還具有各種調(diào)整控制功能，如過濾和放大。但是如果直接將信號(hào)進(jìn)行傳遞的話，那么不同信息的無線電之間勢(shì)必會(huì)形成干擾，影響信息的正常傳送，所以需要在傳送之前進(jìn)行調(diào)制處理，使得信號(hào)的參數(shù)能夠動(dòng)態(tài)變化，更加能夠適應(yīng)信號(hào)傳輸中的各種情況。接受設(shè)備的主要功能是將信息通道傳過來的信息進(jìn)行接受再傳遞給輸出變換器，因?yàn)榻邮艿男盘?hào)往往在傳遞過程中會(huì)收到干擾，產(chǎn)生失真或者雜亂等現(xiàn)象，所以接受設(shè)備同時(shí)還要具備去除信號(hào)中雜質(zhì)、過濾、放大等功能，才能正確地發(fā)揮其作用。

二、無線電發(fā)送與接受設(shè)備具體分析

因?yàn)楣δ艿南嗨菩?，所以發(fā)送和接受設(shè)備在構(gòu)造上也具有相似性，以無線電調(diào)幅廣播為例，其組成包括振蕩器、倍頻器、解調(diào)器、高中低頻放大器、調(diào)頻器等，由振蕩器負(fù)責(zé)產(chǎn)生信號(hào)并加以傳播，但由于振蕩器的工作特性，其只能產(chǎn)生較低頻率的信號(hào)，再高就會(huì)使信號(hào)失穩(wěn)，從而影響傳遞效率，但傳遞要求信號(hào)頻率較高，所以倍頻器就是對(duì)振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)頻率進(jìn)行成倍數(shù)的增加。作為信號(hào)傳輸?shù)闹饕獧C(jī)器，天線的尺寸有著嚴(yán)格要求，一般要大于信號(hào)波長(zhǎng)的十分之一，但這會(huì)使傳輸成本和難度增加，所以為了縮短天線，用調(diào)制器將信號(hào)調(diào)制成高頻率。3無線電的傳播及其應(yīng)用

（一）無線電的傳播

無線電的傳遞是通過各種不同長(zhǎng)短的電波進(jìn)行的，我們通過其波長(zhǎng)長(zhǎng)短和傳播介質(zhì)將其分為在地表椽筆的地波、在空間傳播的空間波和在電離層傳播的天波。地波，顧名思義是指無線電在地球的表面進(jìn)行傳播，但這種傳播方式具有一定局限性，首先地球并不是一個(gè)良好的導(dǎo)體，在傳播效率上難免大打折扣，地面也會(huì)吸收一部分傳播的電波，從而造成了大量的電波損失，在這種傳播方式中，頻率越高損失就越大，但是其傳播穩(wěn)定性較好，受到的影響相對(duì)于其他兩種方式?jīng)]有那么多，能夠傳輸?shù)木嚯x也較遠(yuǎn)，而空間波指的主要是一些超短波的傳遞，這種電波傳遞方式在生活中最常見，如電視和電話的信號(hào)塔，之所以選擇建造信號(hào)塔，是因?yàn)檫@種超短波的傳播是直線形式的，再綜合考慮到地球的球形，塔越高自然能夠傳遞的距離也就越遠(yuǎn)，除了信號(hào)塔之外，選擇衛(wèi)星傳遞信號(hào)也是一種方式。至于天波，其傳遞形式是由天線向電離層發(fā)射信號(hào)，電離層再將信號(hào)反射給信號(hào)傳輸?shù)攸c(diǎn)，這種信號(hào)傳輸方式較之前兩種方式比較不穩(wěn)定，這是因?yàn)殡婋x層的高度和密度是在時(shí)刻不停的變化，但它也有它的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，因?yàn)闆]有地形的約束，信號(hào)在電離層和地面之間不斷反射，從而能夠到達(dá)更遠(yuǎn)的距離。

（二）無線電的應(yīng)用

當(dāng)前最為普遍的應(yīng)用要數(shù)蜂窩電話和移動(dòng)電話，通常在一個(gè)電話區(qū)域分別多個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)設(shè)立一個(gè)基站發(fā)射機(jī)，從而構(gòu)成了蜂窩式的結(jié)構(gòu)，因此也叫蜂窩電話，目前移動(dòng)電話使用的標(biāo)準(zhǔn)主要有GSM、CDMA、TDMA等。除了蜂窩電話和移動(dòng)電話外，衛(wèi)星電話也是當(dāng)前最新的無線電應(yīng)用成果，它的優(yōu)勢(shì)在于全球覆蓋。另一種無線電的應(yīng)用為數(shù)據(jù)傳輸，如在數(shù)字設(shè)備、衛(wèi)星、軍事領(lǐng)域采用，而說道關(guān)乎人民生活的無線電數(shù)據(jù)傳輸，則要數(shù)藍(lán)牙技術(shù)了，它作為一種短距離的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，為人們的生活提供了極大便利。其他無線電的應(yīng)用諸如無線電導(dǎo)航、雷達(dá)都是在無線電早期發(fā)展的技術(shù)，經(jīng)過不斷的研究從而在軍事和民生上發(fā)揮了巨大的作用，如雷達(dá)用在民生上就是導(dǎo)航雷達(dá)，通過不斷掃描周圍的地形從而獲取正確的行駛線路，用在軍事上則是用來探測(cè)敵方的戰(zhàn)地設(shè)施、戰(zhàn)斗機(jī)等作用。通過一代又一代的科學(xué)家的不懈努力，無線電技術(shù)必將應(yīng)用在更為廣闊的領(lǐng)域。