电磁波与现代通信
主讲：李超
知识强化
一、知识概述
现在，我们哪一天都离不开信息，当然也离不开信息技术，例如你正享受着网络带给千里之外的信息。本周学习信息与信息传播的原理和应用。
二、重难点知识归纳及讲解
（一）信息与信息传播：
1. 信息是各种事物发出的有意义的消息。消息中包含的内容越多，信息量越大。
2. 人类特有的信息有三种：语言、符号和图像。
3. 在人类历史上，信息和信息传播活动经历了五次巨大的变革，它们是：①语言的诞生；②文字的诞生；③印刷术的诞生；④电磁波的应用；⑤计算机技术的应用。
4. 早期的信息传播工具有很多，比如：①万里长城上的烽火台；②古代传递官文的驿马；③莫尔斯发明的电报机；④贝尔制作的早期电话。
5.莫尔斯电码与密码：
（二）电磁波及其传播：
1. 波的基本特征：所有的波都是在传播周期性变化的运动形态。这里的运动形态又可分为：凹凸相间和疏密相间两种。
2. 振幅：我们把波源偏离平衡位置的最大距离叫做振幅，用字母A表示，单位是M （m），它反映了波源振动的强弱。
周期：波源振动一次所需要的时间叫做周期，用字母T表示，单位是秒（s）；
频率：波源每秒内振动的次数叫做频率，用字母f表示，单位是赫兹（Hz）。频率与周期反映了振动的快慢。它们的关系是：T＝。
波长：波在一个周期内传播的距离叫做波长，用λ表示，单位是M（m）。
波速：波的传播速度，用字母v表示，单位是M/秒（m/s）。
3. 波长、波速、频率、周期的关系是：
v＝＝λf。
4. 电磁波：
（1）电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场。
（2）电磁波在真空中的传播速度（即光速），c＝3×108m/s。
（3）电磁波谱：
从电磁波谱图可知，电磁波包括了：无线电波、微波、光（包括红外线、可见光和紫外线）、X射线和γ射线等。其中无线电波的波段表见下：
（4）人类应用电磁波传播信息的历史经历了以下变化：
①传播的信息形式从“文字→声音→图像”；
②传播的信息量“由小到大”；
③传播信息的速度“由慢到快”。
（三）现代通信――走进信息时代
1. 移动通信是指移动用户之间或移动用户与固定用户之间的通信方式。
移动通信的基地台是按蜂窝结构布局的，这种布局可以增加电磁波覆盖的有效面积，避免基地台的重复建设，因而移动电话也称为“蜂窝移动电话”。
2. 光纤通信是以激光为光源，以光导纤维为传输介质进行的通信。
光纤通信具有传输容量大、抗电磁干扰能力强等突出优点，是构成未来信息高速公路骨干网的主要通信方式。
光纤通信的过程是：“电话→激光发射机→光纤→激光接收机→电话”
3.卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站，转发无线电信号，在多个地球站之间进行的通信。
卫星通信具有传输距离远、覆盖区域大、灵活、可靠、不受地理环境条件限制等独特优点。以覆盖面积来说，一颗通信卫星可覆盖地球面积的三分之一多，即三颗同步通信卫星就可以覆盖整个地球。
4. 互联网络是全世界的计算机、计算机网络互相连接成的信息传送网络，包括有线网络和无线网络。
互联网络的用途非常广泛，如信息查询、电子邮件、远程登录、文件传送、远程医疗、网上聊天、电子会议等。
三、重、难点解读：
1. 认识信息
我们今天生活的时代是一个信息的时代。无论是工作中，学习中还是日常生活中，我们都要利用各种不同的渠道收集各个方面的信息，外交家注意国际关系的微妙变化，企业家注意商情的波动，金融家关注股市行情的涨跌，科学家关心学科前沿的动态，所有这一切，都与信息息息相关。
信息现在已经成为现代科学技术中普遍使用的一个概念，作为日常用语，信息指音信、消息，消息就是预先不知道的报道。一般来说，信息是指由信息源（如自然界、人类社会等）发出的各种信号，使使用者接受和理解。
信息并非事物本身，而是表征事物，并由事物发出的消息、情报、指令、数据和信号中包含的内容。一切事物，包括自然界、人类社会等，都在发出信息。在人类社会中，信息往往以文字、图像、语言、声音等形式出现。
信息是生活、工作中的常见现象，一切事物都会发出信息，信息无时不在。人们要想有效地工作和生活，必须拥有足够的信息。
借助于信息，人类才能获取并发展知识。通过获取信息，人们才能区别自然界和社会中的不同的事物，才得以认识世界、认识自然、利用自然。
2. 认识卫星通信
通信卫星工作的基本原理如图所示。通信卫星的运行轨道有两种。一种是低或中高轨道，另一种轨道是高达36000km的同步定点轨道，即在赤道平面内的圆形轨道，卫星的运行周期与地球自转一圈的时间相同，在地面上看这种卫星好似静止不动，称
为同步卫星。卫星通信系统由通信卫星（空间部分）和地面部分（通信地面站）两大部分构成。在这一系统中，通信卫星实际上就是一个悬挂在空中的通信中继站。它居高临下，视野开阔，它可以“看”到地球最大跨度达18000km以上。三颗卫星（如图）就可以覆盖地球的几乎全部面积，可进行24小时的全天候通信。只要在它的覆盖照射区以内，不论距离远近都可以通信，通过它转发和反射电报、电视、广播和数据等无线信号。通信卫星的种类也越来越多。按服务区域划分，有全球、区域和国内通信卫星。按用途分，有一般通信卫星、广播卫星、海事卫星、跟踪和数据中继卫星以及各种军用卫星等。
3. 认识电磁波（无线电波）的传播方式。
电磁波（这里主要指无线电波）因波长不同具有不同的传播形式。主要有：地波、天波和微波三种形式。
地波沿地球表面空间传播的无线电波叫做地波。由于地面上有高低不平的山坡和房屋等障碍物，只有能绕过这些障碍物的无线电波，才能被各处的接收机收到。当波长大于或相当于障碍物的尺寸时，就可以绕过障碍物到达它们的后面。地面上的障碍物尺寸一般不大，长波可以相当容易地绕过它们，中波和中短波也能较好地绕过去，短波和微波由于波长较短，很难绕过它们。由于地球是一个大导体，地球表面会因地波的传播引起感应电流，因此地波在传播过程中要损失能量，频率越高损失的能量也越多，所以地波主要适用于长波、中波和中短波。
天波依靠电离层的反射来传播的无线电波叫做天波。地面上空的气体分子由于受到太阳的照射而发生电离，大气中一部分中性的气体分子分解为带正电的离子和自由电子，该层大气就是电离层。电离层对于不同波长的电磁波的反射和吸收表现不同的特性，波长越长，吸收越强反射越弱，因此短波最适宜以天波的形式传播。
微波微波是由于频率高、波长短，它既不能以地波的形式传播，又不能依靠天波的形式传播，和光一样，沿直线传播。由于地球表面是球形的，微波沿直线传播的距离不大，一般只有几十千M。在进行远距离通信时，要有中继站。由某地发射出去的微波，被中继站接收，并加以放大、处理，再传向下一站，像接力赛那样，一站传一站，经过很多中继站可以把电信号传到远方。
【典型例题】
例1. 下列说法中正确的是（）
A. 频率越高的电磁波，传播速度越大；
B. 波长越短的电磁波，传播速度越大；
C. 频率越高的电磁波，波长越短；
D. 波长不同的电磁波，频率不同，因而速度亦不同。
分析：
电磁波的传播速度与波长和频率无关，仅由传播的介质决定，电磁波在同一物质中的传播速度是不变的，在真空中的传播速度等于光速，在空气中的速度近似等于光速。但电磁波的波长、频率及传播速度三者满足：传播速度＝波长×频率，因此电磁波的频率与波长成反比关系。
解答：应选C。
例2.关于同步卫星，以下说法中正确的是（）
A. 同步卫星的转动周期和地球的自转周期相同。
B. 同步卫星和月球一样每天绕地球一周。
C. 同步卫星固定在空中一直不动。
D. 同步通信卫星做为传播微波的中继站，地球上只要有2颗就能覆盖全世界。
分析：
所谓地球同步卫星，即指卫星绕地球转动的周期与地球的自转周期相同，与地球同步转动，且在赤道上空的某地，站在地球上观看（以地球本身为参照物）它在空中的位置是固定不动的，所以它可以代替微波中继站来进行电磁波的中转作用。全世界只要有三颗这样的卫星（当然位置要选定好）就可以满足全世界的需求，正确答案只有A。
解答：应选A。
例3. 目前，中国教育电视台的两套卫星电视节目是通过国产“东方红二号甲”通信卫星转发的，卫星转发下行频率为3848MHz和3928MHz。这两个电磁波的波长分别是
_______和_______。
分析：
电磁波的传播速度c与波长、频率的关系是：c＝λf，要求出波长，可以把公式变形为λ＝。
解答：
因为c＝λf，所以λ＝，则：
＝＝＝0.078m。
＝＝＝0.076m。
所以这两个电磁波的波长分别是0.078m和0.076m。
第十七章电磁波与现代通信 课时1信息与信息传播 [课堂巩固] 1.信息与生活密不可分，如天空乌去密布，标志着大雨可能降临；上课时，同学们 举手，标志着________________________。 2.我们生活在一个充满信息的世界里，通俗地讲，信息是各种事物________________________，消息中包含的内容越多，信息量________________。 3.信息和信息传播活动经历了五次巨大的变革：_________________、文字的诞生、__________________、_______________、___________________。 4.请你列举出三种早期的信息传播工具：________________、_________________、_________________________。 5.第一个发明电报机的是美国的发明家_______________，同时也发明了利用“点”、 “划”和“空白”的不同组合构成的电码——__________________，揭开了人类通信史的新纪元。 6.比较下列各类传递信息的方法，在相同的时间内能传递的信息量最多的是（）A．电话B．电报C．书信D．可视电话 7.下面关于数字“6”的莫尔斯电码组合，正确的是（） A. ·———— B. —···· C. ———·· D.····— 8.下列不属于早期信息传播工具的是（） A.可视电话 B.在古代每隔一定的距离会设置一个驿馆 C.飞鸽传书 D.以前有急事时，经常会用的电报 9.下列传播信息的方式中，传递信息的速度最快的是（） A．利用古代的驿站的形式传播 B．利用发电报的形式传递信息 C．利用打电话的形式传播 D．飞鸽传书 10.小明同学在课后查阅了一些资料，得到了一些记载信息的工具如下图17-1所示， 请你帮他分析这些记载信息工具的优缺点。
《电磁场电磁波》课程论文电磁波在信号传输中的应用 姓名段一凡 班级 BG1208 学号 121001260807 2015年 10月 9日 电磁波在信号中的应用 摘要本文主要介绍了电磁波的光谱和特性及作为载波在信号传
输的应用，分别有光纤通信，微波通信和波导通信等，介绍了电磁波的频段，电磁波与介质的相互作用，电磁波在不同介质中的传播特性。 关键词电磁波1；光谱2；光纤3；通信4 Application of electromagnetic wave in signal Abstract the spectrum and characteristics of electromagnetic wave and its application in signal transmission are introduced. The optical fiber communication, microwave communication and waveguide communication are introduced. Keywords electromagnetic wave 1; spectrum 2; optical fiber 3; communication 4 目录 一背景1 二定义1 三电磁波概述1 四电磁波普2 1电磁波普的定义2 2波普分类：2 五电磁波特性5 1电磁波特性5 2划分 :5
六光纤通信5 1光纤通信5 2光波特性6 3光纤原理及应用6 七微波通信6 1微波通信6 2微波波长7 3频带的划分7 4微波特征7 1）穿透性7 2）选择性加热7 3）热惯性小8 5微波原理8 八波导通信8 1波导历史8 2波导定义9 3毫米波9 4调制方式9 九电磁波在信号中传输的应用9 1背景 电磁波首先由詹姆斯·麦克斯韦于1865年预测出来，而后由德国物理学家海因里希·赫兹于1887年至1888年间在实验中证实存在。麦克斯
中国VSAT卫星通信市场发展现状与趋势（三） ——2003年中国VSAT卫星通信市场发展状况及经营状况分析 一、2003年中国VSAT小站用户发展状况 截至2003年底，全国35家VSAT经营企业共计拥有小站用户34540个，比2002年的37872个减少了3332个，降幅为8.8%。其中单向数据小站26285个，比2002年28711个减少了8.4%；双向数据小站8151个，比2002年8922减少了8.6%；语音小站仅有104个，比2002年减少了一半以上。 2003年VSAT小站用户数有所减少的主要原因有以下几方面： (1)VSAT经营企业数量比2002年减少了5个，导致小站用户总数的减少； (2)VSAT经营企业受“SARS”疫情严重影响，致使企业的业务发展计划不能如期完成； (3)无线寻呼市场进一步萎缩，一些原来主要为无线寻呼提供服务的VSAT经营企业市场规模缩小，此类小站数量明显减少； (4)由于地面光网络的快速发展，使用价格大幅度下降，在激烈的市场竞争中，VSAT败下阵来，只好退出部分市场，导致VSAT双向数据小站数量的减少； (5)另外，有一些较老的经营企业因系统设备已趋陈旧，传输带宽和传输速率已不能满足用户的通信需求，致使用户退租。 2003年，单向数据业务依然是VSAT卫星通信的应用亮点，双向数据小站所占比例与上一年基本持平，而语音小站减少一半以上，市场所占比例仅为O.3%。 近年来，VSAT单向数据小站所占比例逐年提高，2003年单向数据小站的比例已经达到76.1%，预计未来两年，单向数据小站比例还将进一步提高；双向数据小站也会有一定的发展，但所占比例不会增长语音小站比例只占O.3%，无论从规模上还是所占比例上都在逐年减少，未来两年仍将保持这样趋势。 截至2003年底，单向数据小站用户数量为26285个，占到小站用户总数的76.1%，也是目前VSAT用户小站增长的主要来源。单向数据业务(如信息广播和远程应用服务等)已经成为了VSAT卫星通信业务的
第十七章：电磁波与现代通信 知识点总结： 一、信息与信息传播 1.信息：各种事物发出的有意义的消息。 （1）人类特有的三种信息：语言、符号和图像。 （2）人类历史上，信息和信息传播活动经历了五次巨大的变革：①语言的诞生；②文字的诞生；③印刷术的诞生；④电磁波的应用；⑤计算机与网络技术的应用。 2.早期的信息传播工具：烽火台、驿马、电报机和早期电话等。 记住：莫尔斯发明了电报机；贝尔发明了电话；爱迪生发明了电灯。 3.人类储存信息的工具有：（1）牛骨﹑竹简、木牍；（2）书；（3）磁盘﹑光盘。 二、电磁波及其传播 1.波 （1）波的概念：波是能传播周期性变化的运动形态，还能传递能量以及信息。 （2）波的基本特征： 振幅A：振动的幅度，单位是m，它反映了振动的强弱。 周期T：振动一次所需要的时间，单位是s。 频率f：其数值等于每秒内振动的次数，单位是Hz，频率与周期反映了振动的快慢，f＝1/T。 波长λ：波在一个周期内传播的距离，单位是m。 波速V：波传播的速度，单位是m/s，它反映波传播的快慢。 （3）波的传播速度V与波长λ、频率f的关系是：V＝λf＝λ/T 2.电磁波 （1）电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场。 记住：麦克斯韦建立了电磁场理论并预言了电磁波的存在；赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在。（2）特性：①电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，但金属可以屏蔽电磁波；②一切电磁波都具有能量，可以传递信息。 （3）电磁波在真空中传播的速度为3×108m/s，与光速相同，光波属于电磁波。 3.电磁波谱（按波长由小到大或频率由高到低排列）：γ射线、X射线、紫外线、可见光（红橙黄绿蓝靛紫）、红外线﹑微波﹑无线电波（要了解它们各自应用）。 记住：微波技术主要应用在通信方面，如雷达、导航、电视等领域。 4.人类应用电磁波传播信息的历史经历了以下变化： （1）传播的信息形式从文字→声音→图像； （2）传播的信息量由小到大； （3）传播的距离由近到远； （4）传播的速度由慢到快。 三、现代通信---走进信息时代 1.卫星通信 （1）电视广播、移动通信等主要是利用微波传递信号的。 （2）优点：①覆盖面大；②通信距离长；③不受地理环境限制。 缺点：①造价较高；②信号有零点几秒的时间延迟；③保密性差。 （3）应用：电话、电报、电视广播、全球定位、导航。 2.光纤通信 （1）光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的一种通信方式。 （2）优点：①容量极大；②不会受外界电磁场的干扰；③不怕潮湿、耐腐蚀、能量损耗低。 缺点：①架设线路受地理条件限制；②光缆易被拉断。
第17章 电磁波与现代通信 让你一览无余 1. 信息是各种事物发出的有意义的消息。消息中包含的内容越多，信息量越大。 2. 人类特有的信息有三种：语言、符号和图像。 3. 在人类历史上，信息和信息传播活动经历了五次巨大的变革，它们是：①语言的诞生；②文字的诞生；③印刷术的诞生；④电磁波的应用；⑤计算机技术的应用。 4. 早期的信息传播工具有很多，比如：①万里长城上的烽火台；②古代传递官文的驿马； 5. ③莫尔斯发明的电报机；④贝尔制作的早期电话。 6. 莫尔斯电码与密码： （二）电磁波及其传播： 1. 波的基本特征：所有的波都是在传播周期性变化的运动形态。这里的运动形态又可分为：凹凸相间和疏密相间两种。 2. 振幅：我们把波源偏离平衡位置的最大距离叫做振幅，用字母A 表示，单位是米（m ），它反映了波源振动的强弱。 周期：波源振动一次所需要的时间叫做周期，用字母T 表示，单位是秒（s ）； 频率：波源每秒内振动的次数叫做频率，用字母f 表示，单位是赫兹（Hz ）。频率与周期反 映了振动的快慢。它们的关系是：T ＝f 1 。 波长：波在一个周期内传播的距离叫做波长，用λ表示，单位是米（m ）。 波速：波的传播速度，用字母v 表示，单位是米/秒（m/s ）。 3. 波长、波速、频率、周期的关系是： v ＝T ＝λf 。 4. 电磁波： （1）电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场。 （2）电磁波在真空中的传播速度（即光速），c ＝3×108m/s 。 （3）电磁波谱： 从电磁波谱图可知，电磁波包括了：无线电波、微波、光（包括红外线、可见光和紫外线）、X 射线和γ射线等。其中无线电波的波段表见下：
中国VSAT卫星通信市场发展现状与趋势 ——2003年中国VSAT卫星通信市场进展状况及经营状况分析 一、2003年中国VSAT小站用户进展状况 截至2003年底，全国35家VSAT经营企业共计拥有小站用户34540个，比2002年的37872个减少了3332个，降幅为8.8%。其中单向数据小站26285个，比2002年28711个减少了8.4%；双向数据小站8151个，比2002年8922减少了8.6%；语音小站仅有104个，比2002年减少了一半以上。 2003年VSAT小站用户数有所减少的要紧缘故有以下几方面： (1)VSAT经营企业数量比2002年减少了5个，导致小站用户总数的减少； (2)VSAT经营企业受“SARS”疫情严峻阻碍，致使企业的业务进展打算不能如期完成； (3)无线寻呼市场进一步萎缩，一些原先要紧为无线寻呼提供服务的VSAT经营企业市场规模缩小，此类小站数量明显减少； (4)由于地面光网络的快速进展，使用价格大幅度下降，在猛烈的市场竞争中，VSAT败下阵来，只好退出部分市场，导致VSAT双向数据小站数量的减少； (5)另外，有一些较老的经营企业因系统设备已趋陈旧，传输带宽和传输速率已不能满足用户的通信需求，致使用户退租。 2003年，单向数据业务依旧是VSAT卫星通信的应用亮点，双向数据小站所占比例与上一年差不多持平，而语音小站减少一半以上，市场所占比例仅为O.3%。 近年来，VSAT单向数据小站所占比例逐年提高，2003年单向数据小站的比例差不多达到76.1%，估量以后两年，单向数据小站比例还将进一步提高；双向数据小站也会有一定的进展，但所占比例可不能增长语音小站比例只占O.3%，不管从规模上依旧所占比例上都在逐年减少，以后两年仍将保持如此趋势。 截至2003年底，单向数据小站用户数量为26285个，占到小站用户总数的76.1%，也是目前VSAT用户小站增长的要紧来源。单向数据业务(如信息广播和远程应用服务等)差不多成为了VSAT卫星通信业务
现代人们的日常生活可以说离不开电磁波，这是因为没有电磁波，也就没有现代的无线电通讯，这样要使用手机打电话、收看电视节目都将是不可能的事情，现在的人们很难想象，如果没有邮电、电话、电报、电视、广播的世界将会是什么样子，电磁波在帮助人们实现美好的梦想、给人类带来极大方便的同时，也不可避免地带来一些危害。 一、什么是电磁波？ 电磁波是电场和磁场在空间的传播而形成，它可以在真空或在介质中传播，在真空中，电磁波的传播速度最快，为3×103m/s，这个数值也是物体运动的极限速度，可见光、微波和γ射线都属于电磁波。 二、电磁波的特性 通过做磁铁实验就会发现，磁场的穿透能力非常强，不论是薄木片、垫板、铁片、铝箔纸还是手掌，都无法阻隔电磁波，电磁波中的磁场，与磁铁的磁场一样，它们都是无孔不入，并且具有很强的穿透力。 三、电磁波的产生与危害 由于电磁波的频率会发生变化，因此很容易对人们产生伤害。例如，在家庭照明电路中使用的是交流电，它的频率每秒钟正、反变化50次，也就相当于磁
场的方向每秒钟变化50次，这样变化的磁场可以使人体中产生变化的电流，从而会对人体产生一定的危害作用，对一般情况下使用的小磁铁来说，因为其南、北极固定不变的，因此不至于对人体产生危害， 在我们的日常生活中，到处都充满了电磁波，只要是使用家用电器，就不可避免地会产生电磁波，例如，电风扇、吹风机、果汁机、微波炉、电冰箱、洗衣机、电视机、空调器等这些家用电器在使用的过程中都会产生电磁波，就连墙壁中安装的照明暗线，也可以使电磁波检测笔哔哔叫，因而大家在睡觉时最好不要靠近装有电线的墙壁，以防因电磁波的影响而难以好好的休息。 我们经常使用的手机，它在接打电话时产生的电磁波还是比较强的，如果你是在电脑前接打电话，常常会发现电脑屏有明显的屏幕闪烁感；若是在正在播放节目的收音机前接打手机，收音机也会受到极大的干扰，影响收听的效果；大家看电视时，时常会发生图像抖动和“雪花”现象，这也是因为受到附件其它电器产生电磁波干扰的缘故。 微波炉工作时产生的微波也是很强的电磁波，有人曾经通过实验发现，微波炉工作时产生的微波能够抑制植物的生长！大家可能会觉得不可思议，然而这确是不争的事实，实验过程是这样的，将四盆绿豆苗分别放在微波炉中被微波照射约5s、10s、15s、20 s后，移出置于空旷处，另外一盆完全不照射微波，作为实验控制组，仔细观察这五盆绿豆苗每天的生长进度，发现不受微波照射的实验控制组，绿豆苗生长正常；经过微波照射后的那四盆绿豆苗中，只有照射5s的
论电力应急通信中卫星通信技术的应用 摘要：卫星通信具有对外部环境依赖性小、覆盖面广、可移动性好、部署快、 操作简易等优点，在应急通信保障中涵盖了通信、指挥调度、数据和视频采集、 信息发布、过程监督等各个环节。在特殊情况下，卫星通信有可能成为应急通信 的唯一技术手段，在消除通信孤岛方面起到了重要的作用。本文简单阐述了卫星 应急通信建设的必要性，同时对卫星应急通信系统的特点及应用进行了分析。 关键词：电力应急通信；卫星通信技术；应用 1卫星应急通信建设的必要性 在巨大的自然灾害影响下，灾区的电力系统往往处于瘫痪状态，无法进行通 信数据和图像的传输业务，给处于灾区中心的人造成无法与外界联系的恐慌心理，这成为电力企业需要研究并解决的问题。将卫星通信技术运用到电力通信应急中，有效发挥它的优良特性，比如不受环境、时间、地点限制，开通简单，组网方式 灵活方便，传输距离远，能同时连接多处网址，也能解決通信数据和图像业务的 双向传输需求，当灾害发生时，能第一时间开通，向人们传递灾区的外界人们测 不到的信息，并保持信息的准确性和实效性，使外界人们能及时根据灾情，作出 相应的救济措施，为解救灾区人们赢得第一时间。 常见的卫星通信系统有四种，其一，卫星地面站，是指挥救灾的中心部，覆 盖范围比较广，在覆盖范围内可以对灾区进行指挥和通信。其中的一个限制就是 不能移动。其二，应急通信车，可以作为车载指挥车，听其名字，就可知其可以 移动，机动能力强，无限集群、数字图传系统、超短波电台、短波都可以在车内 集成，覆盖范围内的通信能力也可以通过卫星链路实现。但是因为它是可以移动的，不可避免的受到路面平整度的限制。其三，机动便携站，具有应急通信车的 作用，打破路面限制，直接到达灾区，通过卫星链路进行灾情实况转播，但是它 有体积和重量方面的限制。其四，卫星电话，作为终端设备，是信息指令互通的 工具。灾情发生时，电力应急通信可以及时启用卫星通信技术，使几种通信系统 能结合彼此的优势、弥补自身的限制，共同作用，能为灾区救助提供第一服务。 2分析VSAT卫星通信传输技术的特点 2.1 TDM/AlohaTDMA 此种体制属于纯星状卫星通信，系统中心站应用一个出向广播的TDM载波，各个远端站均可接受，而且可从中选择发送信息，形成了处境信道；主站如境方 向的云端站应用Aloha机制，以竞争方式发送TDMA载波，一旦信道建立，可利 用碰撞维持通信，主要特点如下：该体制由多个远端经过竞争、碰撞后形成，不 能应用到通信时间较长、通信效率低下或实时性要求较高的场所。一般远端站数 量超过30个时，可应用此种传输机制的传统卫星通信系统。目前随着科学技术 的发展，人们已经对传统Aloha卫星通信系统进行了改变，提高了其宽带利用率，但延时情况依旧没有得到改善。Aloha有多种类型，显著差异是信道利用率、应 用场所及平均传输时延不同。该体制下，各个端站均占用带宽，主要目的是承载 入境通信时隙，要求降低通信服用下来。 同时远端接入网络或登入网络的时间较长，受业务量与网络规模影响，容易 降低通信质量。因此机制主要应用于传输突发分组数据、短消息等小规模或低速 网络。该体制下的卫星通信要求使用单一星形网络，要求建立庞大的中心站与广 播信道，保证所有小站均可接收广播。此种体制进行卫星通信时主要存在占用带 宽大、成本高等问题。
第十七章电磁波与现代通信练习题 一、选择题 1．下列关于听筒的构造和工作原理的叙述中错误的是( ) A．听筒振动膜的振动情况与话筒振动膜的振动情况基本相同 B．听筒里螺线管的电信号变化引起磁铁对振动膜的吸引力大小变化 C．听筒里螺线管的电信号变化跟话筒电路中电流变化完全不相同 D．听筒里有一永久磁铁 2．为了保证安全，乘坐下列交通工具，途中不准旅客使用手机的是( ) A．汽车B．轮船C．火车D．飞机3．电视机的开启和关闭可以通过遥控器实现，遥控器用来控制电视机的是( ) A．红光B．红外线C．紫光D．紫外线4．关于电磁波，下列说法中正确的是( ) A．当导体中有电流时，在它的周围就会产生电磁波 B．电磁波虽然看不见，摸不到，但可以通过我们的其他感官直接觉察它的存在 C．当导体中有振荡电流时，在它的周围空间就会产生电磁波 D．电磁波是电磁场在空间的传播，它只能在介质中传播，真空中不能传播5．中国已成功地发射了“神舟七号”载人航天器，下列说法正确的是( ) A．在太空中人们能看到地球，这是因为地球是个光源 B．在太空中人们要通过电磁波实现与地面联系 C．在太空失重状态下，人们的质量会减小 D．在太空中人们可以利用吸管吸饮料 6．在电视或电影中看到排雷专家用一种仪器探测地雷，这是利用( ) A．光的反射看到地下的地雷 B．光的折射看到地下的地雷 C．超声波能“透视”看到地下的地雷 D．这种仪器发射电磁波被地雷所反射，从而发现地雷 7．(多选题)九年级同学在中考之前，参加了很多活动和测试，关于其中涉及到的物理知识，下列说法正确的是( ) A．体检时，同学们做透视检查利用的“X光”是次声波 B．体育考试时，一名做“引体向上”的同学握住单杠悬空静止了l s，在这ls内重力对他没有做功 C．拍摄毕业像时，如果两侧有学生没有进入镜头，摄影师应将照相机向学生靠近D．理化实验操作考查时，同学们在走廊里要保持安静，这属于在声源处减弱噪声8．我国正在实施“登月工程”，已成功发射“嫦娥一号”．已知月球上没有空气，没有磁场，同一物体在月球和地球表面所受重力之比约为1：6．假若你将来登上月球，下列你可以做的事是( ) A．直接跟月球上的同伴对话 B．用指南针辨别方向 C．轻易提起质量为500 kg的重物
《电磁场与电磁波》教学大纲 一、课程基本信息 课程名称：电磁场与电磁波 课程编码：58083004 课程类别：专业教育必修 适用专业：通信工程 开课学期：3-3 课程学时：总学时： 64学时；其中理论 48 学时，实验 16 学时。 课程学分：4 先修课程：大学物理、模拟电子线路、数字逻辑电路 并修课程： 课程简介：《电磁场与电磁波》课程是高等学校通信工程等电子科学与技术类各专业本科生必修的一门技术基础课。电磁场与电磁波是通信技术的理论基础，是通信工程专业本科学生的知识结构中重要组成部分。本课程包括电磁场与电磁波两大部分。电磁场部分是在《电磁学》课程的基础上，运用矢量分析的方法，描述静电场和恒定磁场的基本物理概念，在总结基本实验定律的基础上给出电磁场的基本规律，研究静态场的解题方法。电磁波部分主要是介绍有关电磁波在各种介质中的传播规律及天线的基本理论。 二、课程教育目标 本课程使学生掌握电磁场的有关定理、定律、麦克斯韦方程等的物理意义及数学表达式。使学生熟悉一些重要的电磁场问题的数学模型（如波动方程、拉氏方程等）的建立过程以及分析方法。培养学生正确的思维方法和分析问题的能力，使学生学会用"场"的观点去观察、分析和计算一些简单、典型的场的问题。其教育目标主要表在以下三方面： 1、内容方面，应使学生牢固掌握矢量运算，梯度、散度和旋度概念，高斯公式和斯托克司公式；掌握恒定和时变电磁场的麦克斯韦方程组、泊松方程、电磁波的波动方程等；掌握分离变量法、镜像法、有有界空间中电磁波的求解方法等；理解电磁场的矢势¦和标势、规范变换、规范不变性、库仑规范、洛仑兹规范、时谐平面电磁波、推迟势、电磁辐射、截止频率和谐振频率等概念。 2、能力方面，应使学生学会和掌握如何通过数学方法求解一些基本和实际问题，对结果给予物理解释的科学研究方法；使学生在运算能力和抽象思维能力方面受到初步而又严格的训练；培养学生解决和研究问题的能力，培养学生严谨的科学学风。 3、方法方面，着重物理概念、基本规律和基本问题的解释和阐述，注意本课程与大学物理电磁学的衔接，以及与后继课程联系，注重解决常见基本问题和实际问题。在帮助学生打下坚实基础的
中国卫星通信现状和展望 闵士权 一、卫星通信基本情况 我国卫星通信21世纪初发展基本情况如下： （1）卫星固定通信：空间段建设大发展；相应的卫星公用通信网、卫星专用通信网和卫星广播电视传输网得到较好的发展。 （2）卫星移动通信：静止轨道的便携式用户终端的全球卫星移动通信系统运营良好；中低轨道的手持式用户终端的各种全球卫星移动通信系统运营不佳。 （3）卫星直接广播：国外卫星声音直播系统正在进入中国市场；国内卫星电视直播系统已纳入国家重点建设项目，前期建设准备工作已开始。 （4）卫星宽带通信：积极发展卫星宽带通信业务；密切跟踪新型卫星宽带通信系统动态。 二、卫星固定通信情况 1. 空间段 中国独资或中外合资经营卫星的公司有5家：中国通信广播卫星公司、亚 洲通信卫星有限公司、亚太通信卫星有限公司、鑫诺卫星通信有限公司和中国 东方通信卫星有限责任公司。5家公司现有9颗静止通信卫星在轨运行提供业务，这些卫星是中星－6（东三）、亚洲－1、亚洲－2、亚洲－3S、亚太－1、 亚太－1A、亚太－2R、中卫－1和鑫诺－1。以上卫星共有346个转发器单元， 其中C频段213个，Ku频段133个。它们共覆盖了中国本土及其周边国家以及亚、太、非等部分地区。此外还有待发射的中星－8卫星，其转发器单元C频 段38个，Ku频段22个。以上卫星主要为中国国内用户服务，也为覆盖区内其 它国家和地区的用户服务。 为了开展国际业务需要，有关单位还租用了国外多颗通信卫星的转发器。 这些卫星有国际通信卫星和泛美卫星，还有银河－3R和热鸟－3通信卫星。 2.地面段 （1）公用通信国内业务：主要由中国电信、联通、网通和吉通诸公司经营。其中中国电信为最早和最大经营者。中国电信公网共用中星－6和中卫－1卫星
谈谈电磁波生活中常见的应用（一） 晴日仰望，是一望无际的天空。不过，人们用“空”来描述“天”，实在是一种误会，因为天并不空。在我们生存的空间，无处不隐匿着形形色色的电磁波：激雷闪电的云层在发射电磁波；无数的地外星体也辐射着电磁波；世界各地的广播电台和通信、导航设备发出的信号在乘着电磁波飞驰；更不用说还有人们有意和无意制造出来的各种干扰电磁波……这些电磁波熙熙攘攘充满空间，实在是热闹非凡。如果说人们是生活在电磁波的海洋之中，那是毫不夸张的。在既往的几千年中，人们一直都没能“看见”电磁波。麦克斯韦写了电磁波历史的第一页。 （1）无线电时代的产生。 19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦在分析和总结前人对电磁现象研究成果的基础土，建立了经典电磁理论。麦克斯韦预言:不均匀变化着的电场将产生变化的磁场，不均匀变化的磁场产生变化的电场，这种变化的电场和变化的磁场总是交替产生，由近及远地传播，从而形成电磁波。任何电磁波在真空中的传播速度都等于真空中的光速。1887年，德国物理学家赫兹，用实验方法首次获得电磁波，证实了麦克斯韦的这一预言。人类从此进入了无线电时代。 （2）无线电通信发展简史。
1895年，马可尼发明了用电磁波远距离传送信号的方法:1899年，美国柯林斯达造出了第一个无线电话系统;1906年，费森登在美国建立了第一个无线电话发射台;1919年，英国建立第一座播送语言和音乐节目的无线电台z1921年，人类首先实现短波跨洋传播；1925年，英国贝尔德发明第一台实用电视机；1930年，实现了微波通信……现在，人类可以将文字、声音、数据、图像等信息，通过电磁波传向四面八方。 （3）手机是如何实现通信的。 手机既是个电磁波的接收器，同时也是个电磁波发射器。可见，手机实际上是一部可移动的无线电通信设备。移动的手机与不移动的基地台之间构成了一个可移动的无线通信系统。其工作过程(图14-28)大体是:移动的发话人对手机讲话，手机把声波经变换器转变为电信号，经天线发射出去，载有语言信息的电磁波被基地台接收，经变换器转变为电信号发射给另一移动手机，接收方手机接收电磁波信号，经转换器和发声器转变为声音，为收话人所听到。 （4）在何种场合不宜使用手机? ①坐飞机时:因为手机的高频信号会干扰飞机的控制系统，可能引发飞行事故。所以乘客上机后，乘务员会一再关照大家:"请把您的手机关掉!"。 ②在汽车加油站时:因为加油站的计数器是由电子控
卫星应急通信解决方案 2007-3-16 13:56:54 阅读531次 为了预防和减少自然灾害、事故灾难、公共卫生和社会安全事件及其造成的损失，保障国家安全、保障人民群众生命财产安全、维护社会稳定，提高应急处置的指挥效率，公安、军队、市政、电力、地震、气象、电信、疾病控制、防火等诸多领域急需建设应急通信系统，将突发现场的视频、音频和其他数据送至指挥中心，为其获取灾情信息，进行现场指挥提供“通信畅通、现场及时、数据完备、指挥到位”的技术保障。由于通信线路的限制，通常采用卫星通信作为应急通信的主用线路，卫星通信灵活多样，机动性好，但系统建设和运营成本较高，因此系统平时应可用于一般的民用通信租赁，为商业用户提供高速率的话音、图像和数据传输，以降低运营成本；在遇突发事件时，可根据实际情况配置成满足实际需要的应急通信网，迅速转变为应急战备状态，保证各种通信指挥系统的畅通无阻。 应急通信网络应具备以下特点： １、平战结合，注重实用性 网络建设要考虑平时应用，尽量简化中心站和远端站的配置，提高利用率，在日常的工作中，整个系统资源可以用来处理民用通信：如电视会议、数据输出、视频传输等工作；当进入应急工作状态，指挥中心和整个系统资源将全部用来应付紧急公共安全事件，能做到在最短的时间内，实现最佳的资源调配和指挥，达到“一点感知，处处可知；闻警而动，处处协同；有备而战，临危不乱”的状态。 ２、以实际需求为导向的应用系统建设 着眼于应急联动实际使用现状，以满足各业务部门的应用需求为前提，尽量利用和整合现有系统资源，避免重复投资，不搞“高、大、全”式的形象工程。注重网管建设，合理调配转发器资源。通过引进规范、先进的项目管理方法来保证系统的成功实施，建立科学的运行保障体系保证系统的正常运行，把硬件建设放在以需求驱动的基础上。 ３、支持高速率数据通信 在以往的卫星通信应用中，单链路用户数据速率达３Ｍ－２０Ｍｂｐｓ的高速率通信需求不是十分普遍，随着视频应用的日益普及，通信和互联网的各类应用速率不断提高，基于卫星通信的单链路宽带数据通信需求正越来越多。因此系统应能够支持多种类和大流量业务，可提供不低于５Ｍｂｐｓ速率的数据通信，并具备支持大型网络的能力，适应网络覆盖全国、辐射省市、地区的日益扩大的规模要求。 ４、系统安全可靠，易操作，简化接口类型和协议，避免繁复的设备组合在多媒体数据交互的过程中，尽可能选择统一、标准的接口和协议，力求
电磁波与现代通信教案 第十七章电磁波与现代通信 第二节电磁波及其传播 [设计意图] 本节由波的基本特征了解电磁波和电磁波谱三部份组成，内容抽象性较强，学生在这方面的知识相对欠缺。不易理解。故开始用一些有形的机械波引导学生认识波的基本特征，在此基础上，归纳出波的特征物理量。建立频率与周期的关系，得出波长、频率与波速的关系式。 了解电磁波分二个部分：验证电磁波的存在和探究电磁波的特性。以开展学生活动为主。让学生在实验中获取知识。电磁波谱的教学从阅读图表入手，重点了解各波段电磁波的应用，使学生体会科学为人类生活服务。 [教学目标] 1.知识与技能： ⑴认识波的基本特征，知道波能够传播周期性变化的运动形态、能量、以及信息。 ⑵了解振动的振幅、周期与频率，波长与波速的物理意义，知道它们是描述波的性质的物理量，知道波长，频率与波速的关系。
⑶了解电磁波的意义，体验电磁波的存在。了解电磁波可以在真空中传播的特性，知道电磁波在真空中传播的速度。了页 1 第 解电磁屏蔽。 ⑷知道电磁波谱，了解电磁波的应用及其对人类生活和社会生活发展的影响。 2.过程与方法： ⑴实验观察。在观察演示实验的现象的基础上，归纳出波的基本特征;了解电磁波的存在;电磁屏蔽等现象。 ⑵阅读(或陈述)了解。对波的周期、频率，电磁波的意义及电磁波谱等物理知识采用阅读的方法获取。 ⑶图像意义分析。在学习波的特征的知识时，从对波形图的分析上入手，建立起振幅、波长等概念。 点这里下载word版： 电磁波及其传播.doc 3.情感、态度、价值观： 引发学生对波动现象的好奇心。引导和培养学生仔细观察实验现象并尝试归纳现象的学习习惯，激发学生勇于探索的积极性。 在学习麦克斯韦、赫兹对电磁波研究的贡献中，体会理论研究和实验探索对物理学发展的重要性。 对科学技术是一把双刃剑，电磁波在被广泛应用，对人类作
九年级物理电磁波与现代通信检测试题（附答案） 第十七章电磁波与现代通信检测试题一、填空题 1．信息是各种事物发出的的消息，消息中包含的越多，信息量就越大。 2．在人类历史上，信息及其传播过程共经过五次巨大变革，分别是诞生、的诞生、的诞生、的诞生和应用以及的应用。 3．电磁波像水波 一样，有着波峰和波谷，___________________称为波长（λ）。电磁波在传播过程中，电磁波____________叫做它的频率。波源偏离平衡位置的最大距离叫做________。 4．在真空中，不同频率的电磁波传播的速度都，频率越大的电磁波的波长越。 5．信息理论表明，作为载体的电磁波，越高，相同时间内传输的信息越多。由于光比无 线电波的高很多，在一定时间内可以传输大量信息。 6．卫星通信 就是利用_____ 作微波通信的，进行通信的通信卫星大多是卫星。7．通信用的激光在里传播，它是很细的玻璃丝，通常数条一起敷上保护层，制成_______________。 8．计算机可以高速处理大量信息，把计算机联在一起，可以进行网络通信。世界各地的计算机网络互相联结，成为世界上最大的计算机网络，称为。计算机之间的联结， 可以使用___________________________等各种通信手段。目前使用 最频繁的网络通信形式有______________________________等。二、选择题 9．电话的听筒主要应用了电流的（） A. 热效应 B. 化学效应 C. 磁效应 D. 三种效应都有 10．电磁波（） A. 只能在真 空中传播 B. 在水中不能传播 C. 可以在很多介质中传播 D. 只能 在空气中传播 11．下列关于电磁波的说法中正确的是（） A. 电 磁波的传播需要介质 B. 电磁波是沿某一特定方向向空间远处传播 的 C. 电磁波是向空间各个方向传播的 D. 电磁波与水波完全一样12．下列说法中，正确的是（） A.. 电磁波是无线电波的一部分 B. 无线电波是电磁波的一部分 C. 电磁波是光的一部分 D. 光不是电 磁波的一部分 13．在电视或电影中,人们看到排雷专家用的一种仪器探测雷，这是利用（） A. 光的折射看到地下的雷 B. 光的反射看到地下的雷 C. 这种仪器发出电磁波被雷所反射 D. 超声波“透视”看到地下的雷 14. 下列所列知识结构中有错误的是（） A.电话 B. 电磁波
我国卫星通信的现状及发展趋势 (2011-01-28 14:47:01) 转载▼ 标签： 分类：我国卫星通信 科技 中国 卫星通信 卫星应用 应急通信 it 我国独资和中外合资经营卫星的公司有4家，内地2家，香港2家。4家公司现有8颗通信卫星在轨运行提供业务，这些卫星是亚星-2、亚星-3S，亚星-4、亚太-v、亚太-1A、亚太-2R，中卫-1和鑫诺-1。以上卫星共有329个转发器 单元。其中C频段218个，Ku频段111个。上述卫星覆 盖了中国本土及其周边国家以及亚太等部分地区。据初步 统计8颗卫星的转发器出租率为40%左右。此外，为开展 国际业务需要，有关单位还租用了国外多颗通信卫星的转 发器，有国际通信卫星、泛美通信卫星、银河-3R及热鸟- 3通信卫星。 把卫星通信业务市场按应用领域分为公众通信应用领域、专用及增值业务应用领域、广播电视应用领域及应急
通信应用领域。 据不完全统计，截止到2003年底，全国批准建立的卫星通信网有179个，各类双向通信地球站1万多座，单收站4万多个。整个广播电视传输系统现有广播电视地球上行站34个，全国卫星电视接收站约有60多万个。40余家VSAT业务提供商的VSAT小站达3万多个。此外有数十辆具有C/Ku频段的应急通信车辆；国际移动卫星通信系统提供服务的全球星卫星电话2929套，Inmarsat移动台数百个。 近年来随着光纤技术的发展，各个运营公司投入大量的资金铺设陆地和海底光缆，其容量之大和价格之低廉，卫星通信面临巨大的挑战。卫星通信必须利用自身优势寻找新的发展机会。 1实现直接到户是卫星业务市场增长的最大推动力。 其中面向消费用户的视频直播业务、宽带移动无线接
电磁波的应用四例 江苏周国霞 电磁波在现代通讯、国防、科技中应用十分广泛。主要有：雷达、通讯卫星、无线电发射与接收、数字通信、光纤通信等。 例1 一台额定功率为0.08W的收音机，在接收频率逐渐减小的过程中，所对应电磁波的波长将逐渐________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；该电磁波在空间传播的速度约为________m/s；在正常工作情况下，若持续收听1h，将消耗________J的电能。 解析电磁波的波长、频率、波速三者之间的关系是c=λf，其中“λ”表示波长，单位是“m”；“f”表示频率，单位是“Hz”；“c”表示波速，单位是“m/s”。从上述公式可知，在波速“c”保持不变时，当接收频率逐渐减小时，与其对应的电磁波的波长将逐渐增大。电磁波在空间传播的速度约为3×108m/s。若持续收听1h，收音机将消耗W=Pt=0.08W×3600s=288J的电能。 答案增大3×108 288 例2 以下关于电磁波的说法不正确的是（） A．无线通信是用电磁波进行传播 B．医院B超发出的超声波是电磁波 C．遥控器发出的红外线是电磁波 D．透视使用的X射线是电磁波 解析从教材P55中的电磁波“家族”示意图可知，电磁波包括了：无线电波、微波、光（包括红外线、可见光和紫外线）、X射线和γ射线等。超声波是声波大家族中的一员，超声波不是电磁波，而是频率超过了人的耳朵的识别范围的机械波，因此正确选项为B。 答案B。 例3 关于广播、电视、移动电话的信息发射、传递、接收过程，下列说法不正确的是（） A．它们都是靠电磁波传递信息的 B．它们发射接收过程有类似之处 C．在发射时，都是把电信号加载到频率很高的电磁波上 D．移动电话和收音机、电视机一样，只有接收功能，没有发射功能 解析广播、电视、移动电话都是靠电磁波传递信息的，在发射时，都是把电信号加载
第十七章电磁波与现代通信知识归纳 1．信息：各种事物发出的有意义的消息。 人类历史上，信息和信息传播活动经历了五次巨大的变革是：①语言的诞生；②文字的诞生；③印刷术的诞生；④电磁波的应用； ⑤计算机技术的应用。（要求会正确排序） 2．早期的信息传播工具：烽火台，驿马，电报机，电话等。 3．人类储存信息的工具有：①牛骨﹑竹简、木牍，②书，③磁盘﹑光盘。 4．所有的波都在传播周期性的运动形态。例如：水和橡皮绳传播的是凸凹相间的运动形态，而弹簧和声波传播的是疏密相间的运动形态。 5．机械波是振动形式在介质中的传播，它不仅传播了振动的形式，更主要是传播了振动的能量。当信息加载到波上后，就可以传播出去。 6．有关描述波的性质的物理量：①振幅A：波源偏离平衡位置的最大距离，单位是m.②周期T：波源振动一次所需要的时间，单位是s.③频率f：波源每秒类振动的次数，单位是Hz.④波长λ：波在一个周期类传播的距离，单位是m. 7．波的传播速度v与波长、频率的关系是：λ. v=——=λf T 8．电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场，由于电磁场本身具有物质性，因此电磁波传播时不需要介质。 9．电磁波谱（按波长由小到大或频率由高到低排列）：γ射线、X射线、紫外线、可见光（红橙黄绿蓝靛紫）、红外线﹑微波﹑无线电波。（要了解它们各自应用）。 10．人类应用电磁波传播信息的历史经历了以下变化：①传播的信息形式从文字→声音→图像；②传播的信息量由小到大；③传播的距离由近到远④传播的速度由慢到快。 11．现代“信息高速公路”的两大支柱是：卫星通信和光纤通信，其中光纤通信优点是：容量大、不受外界电磁场干扰、不怕潮湿、不怕腐蚀，互联网是信息高速公路的主干线，互联网用途有：①发送电子邮件；②召开视频会议；③网上发布新闻；④进行远程登陆，实现资源共享等。 12．电视广播、移动通信是利用微波传递信号的。 第十八章能源与可持续发展知识归纳 1. 人类开发利用能源的历史：火→化石能源→电能→核能。 2．能源的种类很多，从不同角度可以分为：一次能源和二次能源；可再生能源和不可再生能源；常规能源（传统能源）和新能源；清洁能源和非清洁能源等。
电磁波与现代通信 主讲：李超 知识强化 一、知识概述 现在，我们哪一天都离不开信息，当然也离不开信息技术，例如你正享受着网络带给千里之外的信息。本周学习信息与信息传播的原理和应用。 二、重难点知识归纳及讲解 （一）信息与信息传播： 1. 信息是各种事物发出的有意义的消息。消息中包含的内容越多，信息量越大。 2. 人类特有的信息有三种：语言、符号和图像。 3. 在人类历史上，信息和信息传播活动经历了五次巨大的变革，它们是：①语言的诞生；②文字的诞生；③印刷术的诞生；④电磁波的应用；⑤计算机技术的应用。 4. 早期的信息传播工具有很多，比如：①万里长城上的烽火台；②古代传递官文的驿马；③莫尔斯发明的电报机；④贝尔制作的早期电话。 5.莫尔斯电码与密码： （二）电磁波及其传播： 1. 波的基本特征：所有的波都是在传播周期性变化的运动形态。这里的运动形态又可分为：凹凸相间和疏密相间两种。 2. 振幅：我们把波源偏离平衡位置的最大距离叫做振幅，用字母A表示，单位是M （m），它反映了波源振动的强弱。 周期：波源振动一次所需要的时间叫做周期，用字母T表示，单位是秒（s）； 频率：波源每秒内振动的次数叫做频率，用字母f表示，单位是赫兹（Hz）。频率与周期反映了振动的快慢。它们的关系是：T＝。 波长：波在一个周期内传播的距离叫做波长，用λ表示，单位是M（m）。 波速：波的传播速度，用字母v表示，单位是M/秒（m/s）。
3. 波长、波速、频率、周期的关系是： v＝＝λf。 4. 电磁波： （1）电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场。 （2）电磁波在真空中的传播速度（即光速），c＝3×108m/s。 （3）电磁波谱： 从电磁波谱图可知，电磁波包括了：无线电波、微波、光（包括红外线、可见光和紫外线）、X射线和γ射线等。其中无线电波的波段表见下：
无人机在应急卫星通信系统中的应用 发表时间：2018-08-21T14:23:15.733Z 来源：《电力设备》2018年第14期作者：曾润 [导读] 摘要：本文主要讲了无人机通讯基本的工作原理，它是没有人驾驶飞机的简称，其“UA V”是无人机的英文缩写，他的主要工作原理是通过自卑的程序以及无线遥控设备程序控制装置操作没有人驾驶的飞机，无人机伤是没有驾驶舱的，他里面安装了自动程序控制还有自动驾驶仪装置等。而近年来全世界具有破坏性的自然灾害发生的频次越来越高，因此应急通信也逐渐的被人们所认知，无人机就作为一种无人应急卫星通信的新技术方案，他可以在应急 （广东电网有限责任公司佛山供电局广东佛山 528000） 摘要：本文主要讲了无人机通讯基本的工作原理，它是没有人驾驶飞机的简称，其“UAV”是无人机的英文缩写，他的主要工作原理是通过自卑的程序以及无线遥控设备程序控制装置操作没有人驾驶的飞机，无人机伤是没有驾驶舱的，他里面安装了自动程序控制还有自动驾驶仪装置等。而近年来全世界具有破坏性的自然灾害发生的频次越来越高，因此应急通信也逐渐的被人们所认知，无人机就作为一种无人应急卫星通信的新技术方案，他可以在应急现场采集到视频等数据，以便于应急活动的全面有效的展开，提高了应急指挥的技术水平以及应急有效性。 关键词：无人机；应急；卫星通信 1.前言 应急通信系统是采用卫星的通信系统，他是由应急通信的车载站、中心地面站以及应急通信便携站等一起构成的。无人机有以下几点优点，它有较轻的重量，较小的体积很方便携带，同时使用成本以及制造成本相对较低。操作起来很容易控制，而且操作很灵活。这是无人机具有的优质特点。无人机在应急现场采集的图片以及视频信息都是通过人工操控以及自动导航的方式做到的。操控无人机的人员要根据立体式的图形，还有多个角度的图像和视频直观地检测到应急现场输变电设备的情况。要提供现场应急的相关处理措施就要靠着相关的指挥人员对现场图片以及视频信息的采集掌握情况。 无人机虽然有很多优点，但是目前还是有很多限制条件。例如：目前的应急卫星通信系统在应急现场收集现场音频，图像及视频主要还是通过相关技术人员的手持操作，这样对操作人员的考验就很大，对于相关技术人员的劳动强度也很大。除此之外，由于应急现场的现场条件大多是什么山丘，乱石，河流等，这些场地条件的线坠很大，因此就成为了相关技术操作人员的收集信息的障碍条件。 2.无人机简要介绍 现在无人机在国内外都有着飞速的技术发展，无人机是没有人驾驶飞机的简称，其“UAV”是无人机的英文缩写，他的主要工作原理是通过自卑的程序以及无线遥控设备程序控制装置操作没有人驾驶的飞机，无人机伤是没有驾驶舱的，他里面安装了自动程序控制还有自动驾驶仪装置等。无人机有许多系统类别，有着广泛的用途以及鲜明的特质，因此它在质量、航飞时间、大小尺寸、航飞行程、航飞高度、航飞速度等多方面都存着着很大的差异。按照飞行平台的构型分类来看，常见的无人机类型主要分为两种，一种是有固定机翼的无人机，还要一种是多旋翼的无人机。无人机还有以下几点优势，它的成本较低，机动性能灵活，以及零伤亡的优势。现在无人机以及应用到很多领域，如：地质勘测，军事勘测，应急救援以及边海防巡逻等等领域。 下面对两种无人机类型做简单介绍。其中一种是固定翼无人机的飞行速度相对较快，载荷较大，续航的时间也较长，可以实现远距离的是是高清传图功能，但是它有一个弊端就是无法再高出悬停。另一种多旋翼无人机它操作相对简易，行动相对灵活，悬停的稳定性较高以及能够对阵风能力进行抵御，而且抵御能力较强，可以将采集到的图像和视频信息传递给指挥人员及时进行分析制定有效解决措施。 3.案例介绍：无人机在抗震救灾应急通信中的应用 3.1地震灾害 近年来，世界各地破坏性的自然灾害的发生频次逐步增加，洪水，地震等自然灾害具有地质基础设施破坏严重，波及的范围广泛等特点，发生灾害后常常会出现当地通信中断的现象，这样就造成了灾区和外界的信息联络困难，因此也极大地影响了外界对现场灾区的实时状况，这样就会干扰救灾方案的制定也会影响救灾方案的有效性。2008年四川汶川大地震以及2013年四川芦山地震都对当时再去的通讯系统造成了很大的影响。因此要有效地展开抗震救灾就要建立起通用性能强，响应速度快，稳定性可靠的应急通信系统。这样能大大的提高震后的应急通信有效性，在抗震救灾中能起到十分重要的作用。 3.2无人机应急移动通信的系统方案 航空中继是一种特殊的通信方式，它可以兼顾卫星通信以及地面通信的优点。在地震这种自然灾害中航空中继不受地面等设施的使用限制，使用起来方便灵活而且更安全，同时比卫星通信的成本相对又低。而且航空中继比一般其他的地面通信设备的覆盖范围要大得多得多，当然它虽然比不过卫星的覆盖能力强，但是它在震后区域通信中的使用要求完全可以满足。航空中继可以使用无人机或有人机作为中继平台。无人机相比于有人机来说，由于没有人员驾驶，所以有人机它在安全性能方面要比有人机更加优质。长时间航行时无人机可以在空中飞行时间可以达到数十多个小时，并且可以连续地提供相关服务。无人机可以承载不同的载荷，这就要根据它自身的载重能力来决定了。利用无人机装载简易移动通信基站可以在地震灾区的应急通信中，减轻通信压力。与此同时，无人机测控站能够作为一个移动的通信基站，使无人机移动通信站可以通过其连接地面移动通信骨干网。图1 是无人机应急通信系统的基本工作场景。当无人机测控站在地面移动通信网络的覆盖范围以外的时候，无人机测控站通过卫星连路和地面移动通信网进行数据的交换，如图2 所示。