日期: 2024-01-08 21:20 查看: 131 次编辑

无线电波的发射和接收

无线电波的发射

研究表明, 要有效地发射电磁波, 振荡电路必须具有如下两个特点。

第一, 要有足够高的振荡频率。振荡电路向外界辐射能量的本领, 与振荡频率密切相关。频率越高, 发射电磁波的本领就越大。

因此, 要发射电磁波, 就需要用振荡器产生很高频率的电磁振荡。

第二, 振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间, 这样才能有效地把能量辐射出去。
![图片](/uploads/2024-01/image_202401086190eae.png)
因此, 要改造 “问题” 图中的 $L C$ 振荡电路, 像图 4.3-1 甲、乙那样, 将电容器两个极板拉开, 增大电容器极板间的距离, 减小极板间的正对面积, 从而使电场和磁场扩展
到电容器的外部。这样的振荡电路叫作开放电路。开放电路甚至可以演化成为一条导线 (图 4.3-1 丙), 这样就可以有效地把电磁波发射出去了。

实际应用中的开放电路，线圈的一端用导线与大地相连, 这条导线叫作地线; 线圈的另一端与高高地架在空中的天线相连。无线电波就能由这样的开放电路有效地发射出去。

为了利用电磁波传递信号, 例如传递声音、电视图像,就要让高频的电磁波随着被传递的信号而改变。这种用来携带信号的高频电磁波叫作载波。在电磁波发射技术中,使载波随各种信号而改变的技术叫作调制（modulation）。

一种调制的方法是使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变, 这种调制叫作调幅 (AM, 图4.3-2 丙) ; 另一种调制的方法是使高频电磁波的频率随信号的强弱而变, 这种调制叫作调频 (FM, 图 4.3-2 丁)。

## 无线电波的接收

电磁波在传播时如果遇到导体，会使导体中产生感应电流。因此, 空中的导体可以用来接收电磁波, 这就是接收天线。

世界上有许许多多的无线电台、电视台以及各种无线电通信设备, 它们不断地向空中发射各种频率的电磁波,这些电磁波弥漫在我们周围。如果不加选择地把它们都接收下来, 那必然是一片混乱的信号。所以, 接收电磁波后首先要从诸多的信号中把需要的信号选择出来, 这就要设法使我们所需的电磁波在接收天线中激起的感应电流最强。

在无线电技术中，利用电谐振可以达到这个目的。当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强, 这种现象叫作电谐振, 相当于机械振动中的共振。

使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐 ( tuning), 图 $4.3-3$ 是收音机的一种调谐电路。

调节可调电容器的电容改变电路的固有频率, 使它跟要接收的电磁波的频率相同, 这个电磁波在调谐电路中激起较强的感应电流, 于是就选出了这个电台。由调谐电路接收到的感应电流, 是经过调制的高频电流, 还不是我们需要的声音或图像信号, 因此还要把声音或图像信号从高频电流中还原出来。这个过程是调制的逆过程, 所以叫作解调 (demodulation)。调幅波的解调也叫检波。

解调之后我们得到原来的信号, 经过放大就可以在扬声器或显示器中重现了。

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