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1、1 11.9 1.9 无线电发射和接收基础无线电发射和接收基础 1.9.1 1.9.1 信号调制信号调制一、调制的基本概念 ? 低频信号是不可能直接有效地辐射出去的。必须将要发 送的低频信号去控制高频振荡的某个参数，然后再发射 出去，这种控制过程就称为调制。 ? 调制过程是使高频振荡的某一参数按照原始低频信号的 变化规律来变化。高频振荡实际起着运载低频信号的运 输工具作用，所以称为载波。 ? 常用的调制方式:幅度调制和频率调制。 二、调幅 ? 调幅波是载波振幅按照调制信号的大小成线性变化的高 频振荡，因此调幅波的振幅携带着原调制信号的信息， 它的载波频率维持不变。2 21、普通调幅波 调幅波由
2、c、 c+、 c-三个不同频率的余弦 波组成。式中第一项称为 载波分量，第二和第三项 分别称为上边频和下边频 分量。3 32、双边带调制波抑制载波的双边带调制，简称双边带调制（简写为 DSB）。4 43、单边带调制波抑制载波的单边带调制，简称单边带调制，用SSB表示。 它除了保持双边带调制波节省发射机功率的优点外，还将已 调信号的频谱宽度压缩一半。5 5三、调频 ?所谓调频，就是设法使载波的瞬时频率或瞬时相位在 调制信号的控制下变化，而已调波的振幅保持不变。 ?调频波的特点：占用的频带较宽，抗干扰能力较强,失 真小。通常利用调频波来传送要求失真较小的音乐等 信号。调频主要用于调频广播、广播电视
3、、通信及遥 测等。6 61.9.2 1.9.2 信号解调信号解调一、解调的基本概念 ? 接收机收到已调制的高频信号后，为了获得信息，需要将 载波去掉，即从调幅波或调频波中提取出原有的调制信 号。这种反调制过程，称作解调。7 7二、调幅信号的解调 ? 输入是调幅波，则输出即是原调制信号。检波器的输入和输出波形8 8三、调频信号的解调? 在无线电接收机中，是利用鉴频器来实现对调频信号的解 调的。9 91.9.3 无线电发射机一、无线电发射机的功用 ? 无线电发射机的功用是产生所需的无线电发射信号。 二、调幅发射机的基本结构 ? 在无线电调幅发射机中，可分为低电平调幅和高电平调幅 电路。 ? 高电平
4、调幅是在发射机的末级实现调幅，产生满足发射机 输出功率要求的已调波。 ? 低电平调幅是先在低功率电平级产生调幅波，再经过高频 功率放大器放大到所需的发射功率。 1、振荡器 振荡器用以产生射频振荡信号，即载波信号。 2、倍频器 倍频器的功用是将射频信号的频率倍乘到更高的频率。10103、放大器 放大器可分为电压放大器和功率放大器两类。电压放 大器可有效放大信号的幅度，但对所放大信号的功率无明 显要求。功率放大器则不然，主要要求将信号的功率放大 到所要求的值。 4、调制器 调制器用以实现对载波信号的调制。1111发射机方框图1212三、调频发射机的基本结构变容管的曲线1、直接调频电路 ? 在射 频
5、振荡器中实现调 频。 ? 直接调频电路通常利用变 容二极管的特性来实现。 2、间接调频电路 ? 由调相实现调频的方法称 为间接调频。13131.9.4 无线电接收机 一、接收机的性能指标 接收机性能指标主要指灵敏度、选择性、保真度及频率 准确度等。 1、灵敏度 灵敏度表示接收机接收弱信号的能力。 直接影响系统的作用距离。 在接收机输出端的信噪比维持所需数值的条件下，使接收机输出标准 功率所需的天线输入端的最小电动势，称为接收机的灵敏度。 2、选择性 选择性表示接收机选择所需信号抑制其他信号及干扰的能力。 3、保真度 也可用失真度来表示。 4、频率准确度与稳定度 频率准确度指所指示频率与实际接收
6、频率之间的误差。频率稳定度指 接收机的接收频率在工作过程中的稳定程度。1414二、超外差接收机的基本组成? 无线电接收设备的基本任务，是在接收端从无线电信号 中提取系统所需的信息。 ? 接收机可以分为高频、检波和低频三个基本组成部分。 1、高频电路 2、变频 3、中频放大器 中频放大器的增益及通带直接影响接收机的灵敏度及选择性等 指标。 5、检波器 检波器把高频信号变换成低频信号，即实现对已调高频信号的 解调。 6、低频放大 放大低频信号，使其满足扬声器、耳机等终端器件的需要。1515两次变频超外差式接收机16161.10 1.10 天线和无线电波天线和无线电波 1.10.1 1.10.1 传
7、输线的基本概念传输线的基本概念? 传输线主要用于传输高 频电磁能。无线电收发 设备与天线之间的高频 馈线就是一种常见的传 输线。一、传输线的类型与特 点 ? 常用的传输线有同轴线 与平行双线两类。机载 设备中以同轴线的应用 最为普遍。1717二、分布参数 ? 分布参数导致传输线上电压电流波形发生变化的根本原因。 ? 传输线的分布参数指分布在整个传输线上的电阻（电导）、 电感和电容。 ? 传输线对信号源所呈现的阻抗，与线长和信号频率直接相 关；传输线越长、信号频率越高，则分布电阻越大。18181919三、行波和驻波 ? 行波：1，当负载等于传输线的特性阻抗时，传输到末 端的能量被负载全部吸收，线
8、上只有入射波，没有反射 波，传输线工作在行波状态。负载与传输线电阻匹配状 态。 ? 驻波状态：如果传输线末端开路或短路，则线上为 纯驻波。理想的无耗开路线和短路线的输入阻抗总是呈现 为电抗性的，这表明开路线是不消耗输入电源的能量的。 ? 复合波： 1当负载不是准确等于传输线的特性阻抗时， 传输线上既有行波又有驻波，两者合成称为复合波。 ? 驻波系数(也称驻波比)：驻波系数等于电压最大值（腹 值）与最小值（节点电压）的比值。通常，用驻波系数来 衡量负载匹配的状况。负载阻抗偏离传输线特性阻抗越 多，线上的驻波成分越多，驻波系数就越大。越接近匹配 状态，应接近于1。20201.10.2 天线的基本概
9、念一、天线的功用 ? 天线的功用是将无线电发射设备产生的射频信号能量转 换成电磁波有效地辐射到空中去。 二、天线的方向性 ? 所谓方向性，是指在距发射天线相同距离的球面上，不 同方向所接收到的信号的能量不同。或者说，天线将其 所发射的能量集中在某些方位，而其它方位较小甚至没 有。 ? 天线的方向性可用天线的方向性图表示，也可用天线的 主瓣宽度波瓣宽度表示。天线的增益系数同样也可 表明天线的方向性特性。21211、方向性图和主瓣宽度2、天线增益系数 天线增益系数是指在输入功率相等的条件下，实际天 线与理想无方向性天线在空间同一点处所产生的能流密度 之比。22221.10.3 无线电波的传播一、大
10、气层对电波传播的影响 ? 电离层对电波传播会产生较为明显的影响。电离层随季 节而变化；白天的电子浓度比晚上大。 二、电波的传播方式 ? 不同频率的无线电波在大气中传播时，由于本身的传播 规律及地面和大气层的不同影响，形成了不同的传播方 式。 ? 不同波段的电波的传播具有不同的特点。23231、天波 电波由发射天线向空中辐射，遇到电离层后反射到接收点， 这种传播方式称为天波传播。 短波主要利用天波传播。 2、地波 电波沿地球表面传播到接收点，称为地波。 中波主要利用地波传播。24243、空间波 空间波包括直接波和地面反射波。 电波沿视线直接传播到接收点，称为直接波 经地面反射后到达接收点的电波，
11、叫地面反射波 超短波和微波是利用空间波来传播的，空间波传播也称为视 线传播。 4、散射波 利用电离层或对流层的不均匀性散射传播到接收点2525三、各波段电波的传播特点 1、超长波和长波的传播特点 表面波传播方式 传播稳定、传播距离长、绕射能力强、地面吸收少 奥米伽导航、潜艇导航 2、中波的传播特点 地波传播方式 传播距离比长波近、地面吸收大 无线电罗盘 3、短波的传播特点 天波传播方式 高频通信 4、超短波和微波的传播特点 空间波传播方式 视线范围，直线传播保密性较好 甚高频通信与甚高频导航系统26261.10.4 波导器件 一、波导 ? 波导的基本功用是传输微波电磁能量。当工作频率达到几千
12、兆赫或更高时，传输低频信号用的平行双线和同轴线的损耗 显著增大，是无法正常传输电磁能量的，只能用波导来传 输。 ? 波导通常是用铝、铜等金属制成的封闭金属导管，其内壁镀 银，以减少损耗。 ? 波导的形状，以矩形截面波导为主应用最为普遍，其次是圆 形波导。 ? 波导的尺寸是有严格限制的，一定尺寸的波导只能用于传输 一定波段的信号。 二、定向耦合器 ? 定向耦合器用以从传输能量的主波导中耦合很小一部分能量 到副波导中去，以输往测量仪器或实现其他目的。27271.11 航空仪表与传感器基础一、航空仪表的分类 ? 按照航空仪表的结构，通常可将其分为模拟式仪表数字式 仪表两大类。 模拟式仪表是纯机械结构
13、或采用仪表、机械与电气相结合的仪表 （简称机电仪表） 数字式仪表则是机械、电气、数字计算与电子显示相结合的仪 表。 ? 按工作原理可将航空仪表分为测量仪表、计算仪表和调节 仪表等。 ? 按功用则可分为飞行仪表、发动机仪表和其他设备仪表。 飞行仪表又可分为大气数据系统、仪表姿态系统仪表、航 向系统仪表和指引系统仪表等。28281、测量仪表 飞行仪表用于测量飞机的各种运动参数。 大气数据系统仪表有高度表、升降速度表、指示空速表、 马赫数表（或称M数表）、大气静温温度表和空气总温温度表等 姿态系统仪表有地平仪、转弯仪和测滑仪等 航向系统仪表有磁罗盘、陀螺罗盘和陀螺磁罗盘等 指引系统仪表有姿态指引仪、
14、水平指引仪和一些重要数据 指引 发动机仪表是指发动机工作系统中的各种参数测量仪表。转速 表（螺旋桨转速表，或低压涡轮和高压涡轮转速表）、进气压 力表和气缸头温度表（两表用于活塞式发动机）、扭矩表和排 气温度表、压力比表（或推力表）和喷气温度表（两表用于涡 轮喷气或涡轮风扇发动机）、燃油压力表、滑油压力表、滑油 温度表、燃油油量表（指汽油油量表或煤油油量表）、燃油流 量表、滑油油量表、发动机振动指示器、油门指位表和散热器 风门指位表等29292、计算仪表 计算仪表是指飞机上的一些领航（或称导航）和系统性能方面的 计算仪表（或称计算器、计算机），如自动领航仪、航行计算 器、飞行指引仪（或系统）、惯
15、性导航仪（或系统）、性能管理 系统中的性能管理计算机和飞行管理系统中的飞行管理计算机 等。 3、调节仪表 这里所说的调节仪表是指维护范围的一些自动化控制系统设备， 如自动驾驶仪、马赫配平系统、调整片自动配平系统、倾斜阻尼 器、偏航阻尼器和自动油门系统等。3030二、航空仪表的配置 ? 航空仪表指示器主要集中在驾驶舱；其他地方：如灭火 瓶、氧气瓶、冷气瓶和液压系统的储压瓶等设备上有些压 力表，燃油加油口处有油量表；传感器装在被测系统便于 准确测定参数的位置处；其余电子设备基本上集中在电子 设备舱。 ? 对有正副驾驶员的飞机，飞行仪表基本上是双套的，其余 仪表为单套。飞行仪表集中在左右仪表板上（即
16、正副驾驶 员的正前方仪表板）。两人都需要观察的单套仪表分布在 中央仪表板（主要是发动机仪表）和中央操纵台或是驾驶 舱的顶板上。少量仪表因正副驾驶员在工作上的分工或是 个人需要（如氧气设备）分布在左右操纵台和侧面板上。 所有仪表设备的控制电门和保险电门都分布在便于驾驶员 操纵的仪表板、操纵台、驾驶盘、顶板和侧板上。 ? 航空仪表在仪表板上的排列也有一些原则。3131三、传感器用敏感元件的分类与基本原理 ? 传感器是能把被测物理量或化学量转换为与之有确定对应关 系的电量输出的装置。 ? 在航空电子系统中，利用传感器测量出飞机的飞行参数、姿 态、发动机工作状态参数以及其它所需的物理量。 ? 传感器一般由敏感元件、传感元件和其它辅助件组成，有时 也将信号调节与转换电路、辅助电源做为传感器的组成部 分。 ? 以下主要按检测对象和效应来介绍光敏传感器、温度传感 器、力敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、湿度传感器、 离子传感器、生物传感器、
