通俗理解无线电波发送接收基本原理


以一
以一 2024-01-02 01:36:31 65444
分类专栏: 资讯

通俗理解无线电波发送接收基本原理

无线电波的发现不可置疑的伟大,但是它看不见、摸不着,是我们学习电子技术的一道难关。

  • 电台、电视台、基站负责无线电波的发射
  • 收音机、电视机、手机负责无线电波的接收

我们以最基本也是最原始的电台和收音机来理解无线电波的发射接收原理。

一、无线电波的发射

首先我们从两种波开始说明

  • 声波
  • 载波

我们说话发出声音,是一种音频波,转换成电台能够使用的信号,就是音频信号。

载波很多人就迷糊了,这是个什么玩意?

载波这个术语起的非常好,一个形象的比喻它是我们的高铁车厢

载波是高铁动车,音频信号是人。

 

蓝色为音频信号,实际音频非常杂乱的信号,这里用了一个标准的10hz正弦波表示。

黄色为载波,是100khz的正弦波信号。

载波实际上电台的频率,如果我们听过收音机,播音员会讲这里是调幅XXXkhz 中央人民广播电台,这里是调频89Mhz 山东人民广播电台,这里举例,频率不一定对 。

中央人民广播电台的载波, 装载中央台主持人声波的动车。

青岛电台的载波,装载青岛台主持人声波的动车。

实际上载波就对应着电台说的这个频率。

为了区分不同的电台,当然每个电台都用不同的载波(不同的动车)才行。

这样中央人民广播电台假设它的频率是540khz,那么这个电台的载波就是540khz,再把播音员的声音信号叠加到这个频率上。

会变成以下的样子:

红色的就是载波叠加上蓝色信号(声音)的样子,注意因为电路设计的原因实际上黄色和蓝色信号应该看上面一个动图,很规律的信号,现在变了是因为电路反射造成的。

看左图,左图调幅,右图调频先不管它

现在我们把声音信号和电台的载波频率叠加在一起(专业名词是调幅),通过天线发射出去,就是无线电波的发送!

注意观察红色的动图,大的波动是随着声音信号变化的,快的波动是按照载波变化的。

载波信号实际上是音频+载波,正好载波外边缘的变化就是我们的声音信号。

更复杂的电台框架图是下面这个

为什么我们看电台电路这么复杂?实际上是工程师研究电路碰到各种问题,不得已才把电路复杂化。

  • 发射距离不够怎么办,需要增大功率
  • 声波与载波串入干扰怎么办?
  • 怎么把两个波混叠在一起?
  • 话筒输入有杂音怎么办?

这里我们不学习复杂的发射电路,主要是明白,电路基础原理就是载波+声波,通过特定的电路混合后发射到空中。

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