Радио и свч волны в средствах связи реферат

Обновлено: 04.07.2024

Радио и СВЧ волны в средствах связи

ТЕМА: Радио- и СВЧ- волны в средствах связи

Радиотелефонная связь, радиовещание.

Принципы радиосвязи

Передача информации на расстояние с помощью электромагнитных сигналов часто осуществляется по проводам (радиотрансляционная, телеграфная, телефонная связь). Это оказывается энергетически выгодным, кроме того такой способ связи обеспечивает высокое качество передачи информации.

Для передачи и приема информации с помощью электромагнитных волн,

распространяющихся в пространстве, используют радиоволны. Радиосвязь – передача и прием информации с помощью радиоволн, распространяющихся в пространстве без проводов. Рассмотрим Рис.162. Основные элементы радиосвязи. Радиопередатчик – излучает радиоволны, переносит необходимую кодированную информацию; Радиоприемник – улавливает и декодирует излучаемый передатчиком сигнал; Ретрансляторы (стационарные и спутниковые) – дополнительный переизлучатель.

Виды радиосвязи:

Радиотелеграфная; Радиотелефонная и радиовещание; Телевидение; Радиолакация. Они отличаются типом кодирования передаваемого сигнала, или модуляцией. (Табл.6)

Виды радиосвязи:

Радиотелеграфная связь осуществляется путем передачи сочетания точек и тире, кодирующего букву алфавита в азбуке Морзе. Впервые такая связь на расстоянии 250 м была продемонстрирована в 1895 г. В Санкт-Петербурге российским ученым А.С.Поповым. Радиолакация – обнаружение объектов и определение их координат с помощью отражения радиоволн.

Виды радиосвязи:

Радиовещание – передача в эфир речи, музыки, звуковых эффектов с помощью электромагнитных волн. Радиотелефонная связь предполагает передачу подобной информации только для приема конкретным абонентом.

Модуляция сигнала

Для передачи звука используется излучение высокочастотных колебаний, один из параметров которых изменяется (модулируется) по закону изменения звуковых колебаний. Модуляция передаваемого сигнала – кодированное изменение одного из его параметров. Простейшим видом модуляции высокочастотного сигнала является амплитудная модуляция. Амплитудная модуляция – изменение амплитуды высокочастотных колебаний по закону изменения передаваемого звукового сигнала.

Ширина канала связи – полоса частот, необходимая для передачи данного

звукового сигнала. Макс.частота звукового сигнала 20кГц определяет ширину канала связи 40кГц. Чем больше несущая частота, тем большее число независимых радиостанций можно разместить в заданном диапазоне частот.

Демодуляция сигнала

Детектирование или демодуляция – процесс выделения низкочастотных (звуковых) колебаний из модулированных колебаний высокой частоты. Частотная модуляция – изменение частоты высокочастотных колебаний по закону изменения передаваемого звукового сигнала: ?=?0+??cos?t

Вопросы:

Что такое электромагнитная волна? Что такое длина волны? Формула. Спектр электромагнитных волн условно делят на 8 диапазонов частот (длин волн). Каких? Четыре вида радиосвязи.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Описание презентации по отдельным слайдам:

Радио- и СВЧ-волны в средствах связи Урок физики в 11 классе Примакова Л.Д. МКОУ СОШ с. Малышево

Я русский человек, и все свои знания имею право отдать только моей Родине. А.С. Попов

СВЯЗЬ ПРОВОДНАЯ БЕСПРОВОДНАЯ

Радиосвязь Передача и прием информации с помощью радиоволн, распространяющихся в пространстве без проводов

Изобретение радио А.С.Поповым Подготовила: Ученица 11-го класса Сокланова Дарья

А.С.Попов Александр Степанович [04.03.1859, поселок Турьинские Рудники, ныне Краснотурьинск Свердловской области, - 31.12.19050, Петербург], русский физик и электротехник, изобретатель электрической связи без проводов (радиосвязи, радио). В 1882 окончил физико-математический факультет Петербургского университета и был оставлен в нём для подготовки к научной деятельности. Преподаватель физики и электротехники Минного офицерского класса (1883-1901) и Технического училища Морского ведомства в Кронштадте (1890-1900); профессор физики (с 1901) и директор (с 1905) Петербургского электротехнического института. Почётный инженер-электрик (1900) и почётный член Русского технического общества (1901).

В 1897 г. дальность приёма была увеличена до 4 км, а к 1899 г. до 45 км. Первоначальную конструкцию приборов А.С.Попов быстро улучшал. Совместно с П.Н.Рыбкиным он усовершенствовал когерер.

Научный и гражданский подвиг учёного был по достоинству оценён только после установления Советской власти. Всемирный день радио отмечают 7 мая.

Маркони Приготовила Симбирцева Надежда ученица 11 класс

Биография Маркони Гульельмо Марко́ни (итал. Guglielmo Marchese Marconi; 25 апреля 1874, Болонья — 20 июля 1937, Рим) — маркиз, итальянский радиотехник и предприниматель, лауреат Нобелевской премии по физике за 1909 год, кавалер Большого креста ордена Короны Италии

Огромную роль на дальнейшее развитие радиотехники оказала совершенно ошибочная точка зрения Маркони, что электромагнитные волны могут без больших потерь проходить через грунт и воду. Это позволило ему убеждать как себя, так и других, что возможна передача радиоволн на огромные расстояния (противная точка зрения утверждала, что прохождение радиоволн возможно только в условиях прямой видимости, и радиопередача на далекие расстояния будет невозможной ввиду кривизны Земли). В действительности потери при прохождении радиоволн через грунт и воду огромны, что знал еще Тесла, но радиоволны достаточно низкой частоты могут отражаться от ионосферы и огибать весь земной шар. В 1901 году им была осуществлена радиосвязь через Атлантический океан.

Маркони занимался также политической деятельностью: был сенатором, входил в руководящие органы итальянской фашистской партии. Награды Кавалер Большого креста ордена Короны Италии Великий офицер ордена Святых Маврикия и Лазаря Кавалер Савойского ражданского ордена

Какое радио изобретал Маркони В. Меркулов В июле 2007 г. исполнилось 110 лет выдачи Г. Маркони (1874 — 1937) первого патента на изобретение беспроволочной телеграфии. Окончательному оформлению документа предшествовала предварительная заявка. В публикуемой в этом номере статье рассказано об изучении текста заявки и событиях, сопутствующих ее появлению и экспертизе.

рис. 1. Фрагмент титульного листа предварительной заявки на изобретение, поданной Г. Маркони в Британское патентное бюро 2 июня 1896г.

рис. 5.Фрагмент предварительной заявки на изобретение, поданной Г. Маркони

Изобретение Попова прибыло в Англию Рис. 6. Известный итальянский физик профессор А. Риги

Продвижение к успеху Рис. 2. Г. Маркони (справа) и его ассистент Дж. Кемп при испытании приемного аппарата для телеграфии без проводов.

Рис. 8 Приемники с печатающим механизмом

радиолокация Иголкин Сергей – ученик 11 класса

радиолокация РАДИОЛОКАЦИЯ, метод обнаружения и определения местонахождения объектов посредством радиоволн. Эти волны излучаются радиолокационной станцией, отражаются от объекта и возвращаются на станцию, которая анализирует их, чтобы точно определить место, где находится объект.

Применение АЭРОНАВИГАЦИЯ; АЭРОПОРТ; ВОЗДУШНЫМ ДВИЖЕНИЕМ УПРАВЛЕНИЕ; НАВИГАЦИЯ. МЕТЕОРОЛОГИЯ И КЛИМАТОЛОГИЯ. РАДИОЛОКАЦИОННАЯ АСТРОНОМИЯ; КОСМОСА ИССЛЕДОВАНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ.

Можно ли обмануть радиолокатор? Используют радиопоглощающие материалы: угольная пыль, каучук, гофрированные покрытия 1 стелс-самолет: F-117 (США)

крупнейшие радиолокаторы. СистемаАресибоГолдстоунЕвпаторияХайстекОКБ МЭИ , см12.63.5636 Pt, кВт1000480150165 St, м23036025602600~ 7002000

Телевидение Мазур Дмитрий -ученик 11 класса

Телевидение Зарождение телевидения относится к 70-м годам прошлого столетия. Оно неразрывно связано с развитием электротехники и ее практическими применениями, в частности для связи на большие расстояния.

Телевидение Первые одноканальные системы передачи, основанные на этих принципах, были предложены в 1877-1878 гг. независимо французским инженером М. Санлеком, португальским физиком А. де Пайва и русским студентом, впоследствии известным физиком и биологом П. И. Бахметьевым.

В середине 20-х годов телевидение сделало свои первые практические шаги. Некоторые изобретатели в США, Англии и СССР осуществили передачу на небольшие расстояния силуэтных движущихся изображений при помощи оптико-механических телевизионных систем.

Переход от смешанных телевизионных систем (оптико-механические передающие и электронные приемные устройства) к полностью электронным системам начался практически с 1934 г. и был завершен в разных странах в течение 3-4 лет

В 1938 г. в СССР были пущены в эксплуатацию первые опытные телевизионные центры в Москве и Ленинграде. Разложение передаваемого изображения в Москве было 343 строки, а в Ленинграде - 240 строк при 25 кадрах в секунду. 25 июля 1940 г. был утвержден стандарт разложения на 441 строку.

Спутниковое телевидение обладает целым рядом преимуществ и достоинств: - прежде всего, это высококачественное изображение, без помех и неполадок, благодаря используемым технологиям сжатия передаваемого сигнала; - высокое качество звука; - не последним преимуществом спутникового телевидения, является отсутствие рекламы. - возможность смотреть спутниковое телевидение где угодно – в городе, на даче или в загородном коттедже; - так как очень многие каналы находятся в открытом вещании, за спутниковое телевидение необходимо платить только раз – при установке и настройке оборудования;

Цифровое телевидение - это система передачи телевизионного сигнала от телецентра на телевизоры через спутник, находящийся на геостационарной орбите. Установка спутникового телевидения от компании "Тивинет" дает возможность смотреть огромное количество каналов, включая и НТВ+, с высоким качеством изображения и стереозвуком.

Цифрово́е телеви́дение (от англ. Digital Television, DTV) — модель передачи видео- и аудиосингнала от транслятора к телевизору, использующая цифровую модуляцию и сжатие для передачи данных. Основой современного цифрового телевидения является стандарт сжатия MPEG. DVB — европейский стандарт цифрового телевидения. ATSC — американский стандарт цифрового телевидения. ISDB — японский стандарт цифрового телевидения.

СОТОВАЯ СВЯЗЬ Ученица 11 класса Кербикова Татьяна

ПОЧЕМУ МОБИЛЬНЫЙ ТЕЛЕФОН НАЗЫВАЕТСЯ СОТОВЫЙ? В радиотелефонах используются волны УКВ-диапазона, которые распространяются прямолинейно, почти, как свет. Чтобы такой телефон работал хорошо, нельзя слишком удаляться от абонента. И здесь помогает сеть ретрансляторов.

ПОЧЕМУ МОБИЛЬНЫЙ ТЕЛЕФОН НАЗЫВАЕТСЯ СОТОВЫЙ? Они размещаются так, что зоны их работы образуют правильные шестиугольники, похожие на соты. Микрокомпьютер в телефоне отслеживает свое положение относительно ретрансляторов и переключается с одного на другой незаметно для пользователя.

История В Европе услуги сотовой связи были введены в 1981 г В России сотовая связь начала распространяться с 1995 г.

Сотовая связь у нас осуществляется по Европейскому стандарту GSM на частотах 900/800 МГц (МТС, БИЛАЙН и др.).

Выполнила:
Студентки 1-го курса
Солуйчик К.В.
Проверила:
Холодова В.И.

Передача информации на расстояние с помощью электромагнитных сигналов часто осуществляется по проводам. Это радиотрансляционная,телеграфная и телефонная виды связи, выгодные энергетически и обеспечивающие высокое качество передачи. Однако такими видами связи нельзя воспользоваться при обмене информации между космическими и военными объектами, самолетами, кораблями, альпинистами, спасателями и т.д. В этих случаях используется радиосвязь – передача и прием информации с помощью радиоволн, распространяющихся в пространстве без проводов.Различают четыре вида радиосвязи: радиотелеграфная, радиотелефонная и радиовещание, телевидение и радиолокация. Они отличаются типом кодирования передаваемого сигнала, или модуляцией.
Средняя частота передаваемого радиосигнала называется несущей частотой.

Самый простой случай — это распространение радио волны в свободном пространстве. Уже нанебольшом расстоянии от радиопередатчика его можно считать точкой. А если так, то фронт радиоволны можно считать сферическим. Если мы проведем мысленно несколько сфер, окружающих радиопередатчик, то ясно, что при отсутствии поглощения энергия, проходящая через сферы, будет оставаться неизменной. Ну, а поверхность сферы пропорциональна квадрату радиуса. Значит, интенсивность волны, т. е. энергия, приходящаяся наединицу площади в единицу времени, будет падать по мере удаления от источника обратно пропорционально квадрату расстояния.
Конечно, это важное правило применимо в том случае, если не приняты специальные меры для того, чтобы создать узконаправленный поток радиоволн.
Существуют различные технические приемы для создания направленных радиолучей. Один из способов решения этой задачи состоит виспользовании правильной решетки антенн. Антенны должны быть расположены так, чтобы посылаемые ими волны отправлялись в нужном направлении “горб к горбу”. Для этой же цели используются зеркала разной формы.
Радиоволны, путешествующие в космосе, будут отклоняться от прямолинейного направления — отражаться, рассеиваться, преломляться — в том случае, если на их пути встретятся препятствия, соизмеримые с длинойволны и даже несколько меньшие.
Наибольший интерес представляет для нас поведение волн, идущих вблизи с земной поверхности. В каждом отдельном случае картина может быть весьма своеобразной, в зависимости от того, какова длина волны.
Кардинальную роль играют электрические свойства земли и атмосферы. Если поверхность способна проводить ток, то она “не отпускает” от себя радиоволны. Электрическиесиловые линии электромагнитного поля подходят к металлу (шире — к любому проводнику) под прямым углом.
Теперь представьте себе, что радиопередача происходит вблизи морской поверхности. Морская вода содержит растворенные соли, т. е. является электролитом. Морская вода — превосходный проводник тока. Поэтому она “держит” радиоволну, заставляет ее двигаться вдоль поверхности моря.
Но и равнинная, а так желесистая местности являются хорошими проводниками для токов не слишком высокой частоты. Иными словами, для длинных волн лес равнина ведут себя как металл.
Поэтому длинные волны удерживаются всей земной поверхностью и способны обогнуть земной шар. Кстати говоря, этим способом можно определить скорость радиоволн. Радиотехникам известно, что на то, чтобы обогнуть земной шар, радиоволна затрачивает0,13 с. А как же горы? Ну что же, для длинных волн они не столь уж высоки, и радиоволна длиной в километр более или менее способна обогнуть гору.
Что же касается коротких волн, то возможность дальнего радиоприема на этих волнах обязана наличию над Землей ионосферы. Солнечные лучи обладают способностью разрушать молекулы воздуха в верхних областях атмосферы.

Презентация на тему: " ТЕМА: Радио- и СВЧ- волны в средствах связи. Радиотелефонная связь, радиовещание." — Транскрипт:

1 ТЕМА: Радио- и СВЧ- волны в средствах связи. Радиотелефонная связь, радиовещание.

2 Принципы радиосвязи Передача информации на расстояние с помощью электромагнитных сигналов часто осуществляется по проводам (радиотрансляционная, телеграфная, телефонная связь). Это оказывается энергетически выгодным, кроме того такой способ связи обеспечивает высокое качество передачи информации.

3 Для передачи и приема информации с помощью электромагнитных волн, распространяющихся в пространстве, используют радиоволны. Радиосвязь – передача и прием информации с помощью радиоволн, распространяющихся в пространстве без проводов. Рассмотрим Рис.162. Основные элементы радиосвязи. Радиопередатчик – излучает радиоволны, переносит необходимую кодированную информацию; Радиоприемник – улавливает и декодирует излучаемый передатчиком сигнал; Ретрансляторы (стационарные и спутниковые) – дополнительный переизлучатель.

4 Виды радиосвязи: Радиотелеграфная; Радиотелефонная и радиовещание; Телевидение; Радиолакация. Они отличаются типом кодирования передаваемого сигнала, или модуляцией. (Табл.6)

5 Радиотелеграфная связь осуществляется путем передачи сочетания точек и тире, кодирующего букву алфавита в азбуке Морзе. Впервые такая связь на расстоянии 250 м была продемонстрирована в 1895 г. В Санкт- Петербурге российским ученым А.С.Поповым. Радиолакация – обнаружение объектов и определение их координат с помощью отражения радиоволн. Виды радиосвязи:

6 Радиовещание – передача в эфир речи, музыки, звуковых эффектов с помощью электромагнитных волн. Радиотелефонная связь предполагает передачу подобной информации только для приема конкретным абонентом.

7 Модуляция сигнала Для передачи звука используется излучение высокочастотных колебаний, один из параметров которых изменяется (модулируется) по закону изменения звуковых колебаний. Модуляция передаваемого сигнала – кодированное изменение одного из его параметров. Простейшим видом модуляции высокочастотного сигнала является амплитудная модуляция. Амплитудная модуляция – изменение амплитуды высокочастотных колебаний по закону изменения передаваемого звукового сигнала.

8 Ширина канала связи – полоса частот, необходимая для передачи данного звукового сигнала. Макс.частота звукового сигнала 20кГц определяет ширину канала связи 40кГц. Чем больше несущая частота, тем большее число независимых радиостанций можно разместить в заданном диапазоне частот.

9 Демодуляция сигнала. Частотная модуляция. Детектирование или демодуляция – процесс выделения низкочастотных (звуковых) колебаний из модулированных колебаний высокой частоты. Частотная модуляция – изменение частоты высокочастотных колебаний по закону изменения передаваемого звукового сигнала: ώ=ώ0+ώcosΩt

10 Вопросы: 1. Что такое электромагнитная волна? 2. Что такое длина волны? Формула. 3. Спектр электромагнитных волн условно делят на 8 диапазонов частот (длин волн). Каких? 4. Четыре вида радиосвязи.

Понятие радиолокации включает в себя процесс обнаружения и определения местоположения различных объектов в пространстве с использованием явления отражения радиоволн от этих объектов.

В связи с этим характеристики используемых радиоволн и особенности их распространения в различных условиях имеют первостепенное значение для достижения требуемого результата.

Электромагнитные колебания сверхвысокой частоты (СВЧ колебания), представляют для нас особый интерес, так как соответствующий им диапазон УКВ имеет определенные преимущества по сравнению с волнами других диапазонов.

1. Понятие об СВЧ радиоволнах

В радиолокации используются электромагнитные колебания сверхвысокой частоты, которым соответствует диапазон УКВ. В следующей таблице приведено принятое деление диапазона УКВ:

Диапазон волн

Длина волны

Частота, МГц

Применение диапазонов УКВ объясняется преимуществами, свойственными радиоволнам этого диапазона по сравнению с волнами других диапазонов.

Радиоволны УКВ диапазона хорошо отражаются от предметов, встречающихся на пути их распространения. Это позволяет получать интенсивные сигналы, отраженные от целей, облученных радиолокационной станцией. В диапазоне УКВ легче получить остронаправленный радиолуч, необходимый для измерения угловых координат цели. В этом диапазоне наблюдается значительно меньше индустриальных помех.

Первые радиолокационные станции работали в метровом диапазоне; они имели низкую разрешающую способность и невысокую точность определения угловых координат целей. В настоящее время в радиолокации практически применяют почти весь сантиметровый диапазон волн и начинают осваивать миллиметровый диапазон. В этих диапазонах радиолокационные станции имеют относительно малогабаритные антенны, отличающиеся остронаправленным действием и обладающие высокой разрешающей способностью, необходимой для повышения точности определения угловых координат объектов.

2. Особенности распространения СВЧ радиоволн

По аналогии со световыми волнами УКВ распространяются прямолинейно и огибают лишь предметы, имеющие геометрические размеры, соизмеримые с длиной волны. Огибание препятствий радиоволнами дифракция, сказывается тем сильнее, чем больше длина волны и чем меньше размеры препятствия. На границе двух сред происходит отражение радиоволн по закону оптики – угол падения равен углу отражения. Частичное преломление радиоволн также происходит по законам оптики. Крупные искусственные сооружения и горы, встречающиеся на пути радиоволн, а также сферическая форма земли препятствуют распространению радиоволн вдоль земли. Дальность радиолокационной станции обнаружения ограничивается обычно прямой видимостью между ее антенной и целью. Дальность прямой видимости (геометрической) может быть определена по формуле:

где h – высота подъема антенны РЛС над землей в метрах,

H – высота цели над землей в метрах.

Эта формула легко выводится из простых геометрических соотношений с учетом радиуса земного шара, равного 6400 км. На дальность действия радиолокационной станции обнаружения оказывают влияние многие причины. Распространение СВЧ волн в нижних слоях атмосферы зависит от влажности, температуры и атмосферного давления. Верхние слои атмосферы, где под влиянием солнца и космических лучей происходит ионизация газа (расщепление электрически нейтральных атомов), оказывают влияние на распространение только самых длинных волн диапазона УКВ. При распространении радиоволн в более плотных слоях атмосферы проявляется эффект преломления радиоволн из-за неоднородности слоев атмосферы. Плавное отклонение луча от прямолинейного пути его распространения называется рефракцией. Радиоволны, проникая в более плотные слои, уменьшают свою скорость и, наоборот, выходя из плотных слоев, увеличивают ее. В результате радиолуч отклоняется от прямолинейного участка либо выпуклостью вверх, огибая землю, либо выпуклостью вниз, удаляясь от земной поверхности. Дальность действия РЛС при этом соответственно либо возрастает, либо уменьшается.

Особый интерес представляет явление критической рефракции или сверхрефракции, когда кривизна луча равна или больше кривизны земного шара. При таком распространении радиоволн дальность их действия превосходит во много раз дальность прямой видимости. В технике этот случай распространения радиоволн называют волноводным. Наблюдения подтверждают возможность достаточно устойчивого приема УКВ на расстояниях, доходящих до 1000 км.

Как и для световых волн, для радиоволн характерно явление интерференции или взаимодействия фаз радиоволн, распространяющихся в пространстве. При взаимодействии радиоволн, имеющих одинаковые амплитуды, но находящихся в противофазе, результирующее поле будет равно нулю. Это явление оказывается вредным и вызывает мерцание отметок от целей на экране радиолокатора.

Большое влияние на распространение радиоволн короче 30 см в нижних слоях атмосферы оказывают гидрометеоры (дождь, туман, облака и т. д.). Затухание радиоволн в парах воды особенно сильно сказывается для сантиметрового диапазона. Затухание радиоволн в атмосфере может заметно уменьшать дальность действия при больших расстояниях. На малых расстояниях оно сказывается незначительно. На миллиметровых волнах поглощение сказывается на определенных длинах волн и обусловливается молекулярным строением входящих в атмосферу газов. Затухание в атмосфере требуется учитывать для волн короче 10 см, так как на этих волнах дальность действия РЛС заметно уменьшается при наличии тумана, облаков и дождя. Так, сильный дождь вызывает затухание 0,3 – 0,4 дб/км для радиоволн длиной 3 – 5 см.

Достижения науки и техники в области создания мощных генераторов волн диапазона УКВ (соответственно СВЧ волн) позволяют сейчас создавать импульсные передатчики, обеспечивающие необходимую форму и минимальную длительность генерируемых импульсов.

Широкое применение СВЧ волн в радиолокации объясняется преимуществами радиоволн этого диапазона.

1. Ермолаев Г.И., Основы радиолокации и радиолокационное оборудование летательных аппаратов. - М.: Машиностроение, 1967.

2. Бакулев П.А., Радиолокация движущихся целей. – М.: Советское Радио, 1964.

Читайте также: