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第十一章
车载无线电技术简介
学习要求熟悉无线电基础知识,了解无线电波波段的化分、用途和无线电频率资源管理的必要性。熟悉无线电广播发射和接收的组成和工作原理,熟悉电视原理和彩电制式。了解无线电通信的种类, 熟悉移动通信和卫星通信的组成和工作原理。了解无线电定位与导航的基本原理,了解GPS全球定位系统的组成和工作原理。熟悉车载GPS定位、电子地图与车辆定位管理系统的工作原理。无线电技术是通过无线电波传播和接收声音、图像或其他信号的技术。
无线电技术、有线通信技术和计算机计术的结合已把整个地球连成一体,并且帮助人类探索月球及外层空间。其中无线电技术的产生和发展始终促进人类信息化的发展。无线电电报、无线电广播、无线电电视广播、卫星通信、卫星电视、雷达、无线电导航、无线电遥控遥测、个人无线通信工具——手机等,都依靠无线电技术。现代汽车的车载通信和导航等也依靠无线电技术。
第一节
无线电基础知识
一、无线电波 (包括空气和真空)传播的射频频段的电磁波。 1864年,英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上,建立了完整的电磁波理论,他断定电磁波的存在,推导出电磁波与光具有同样的传播速度。 1887年德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。之后,人们又进行了许多实验,不仅证明光是一种电磁波,而且发现了更多形式的电磁波,它们的本质完全相同,只是波长和频率有很大的差别。
无线电波属于电磁波的一大类。电磁波按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来,就是电磁波谱。如果把每个波段的频率由低至高依次排列的话,它们是工频电磁波、无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线和宇宙射线。以无线电的波长最长,宇宙射线的波长最短。在19世纪末,意大利人马可尼和俄国人波波夫同在1895年进行了无线电通信试验。无线电最早应用于航海中,使用摩尔斯电报在船与陆地间传递信息。在此后的100年间,从 3kHz直到3000GHz的频谱被认识、开发和逐步利用,现在无线电有着多种应用形式。无线电波中的微波加热,还用于工业、医疗和家用电器。
通过射电天文望远镜接收到的宇宙天体发射的无线电波信号可以研究天体的物理、化学性质。这门学科叫射电天文学。由于无线电波具有能量,人们在研究利用微波无线传送电能。小功率、短距离的无线充电器已研制成功。当人体受到高频段的无线电波辐射时,辐射能量和时间大于一定数值时,会引起机体损伤或诱发疾病。因此,对高频段、高能量的辐射必须采取一定防护措施。
,并且涉及军事、国家安全和公共安全,国际和各国无线电协调或管理组织都对无线电的使用和管理十分重视。二次世界大战期间,世界性国际合作基本停顿,唯独世界无线电管理始终维持正常协调,可见无线电波管理之重要。无线电使用的管理和协调的国际合作开展很早,1865年就成立国际电报联盟,1906年由德、英、法、美和日本等27个国家在柏林签订《国际无线电公约》,现在国际上管理与协调无线电使用的组织是国际电信联盟,是联合国专门机构之一,简称ITU。我国无线电管理的最高机构是国家无线电管理委员会,各省、自治区、直辖市和设区的市各设有相应的地方无线电管理委员会。我国无线电管理的法规是《中华人民共和国
无线电管理条例》。条例中规定:无线电频谱资源属国家所有。国家对无线电频谱实行统一规划、合理开发、科学管理、有偿使用的原则。 ,国际电信联盟根据不同的传播特性,不同的使用业务,对整个无线电频谱按一段段的波段进行划分,在习惯上称为波段,也可称为频段。无线电波段的划分和应用见表11-l。
表11-1 无线电波段的划分和应用
波段名称甚低频低频
符号 VLF LF
频率 3-30KHz 30-300KHz
波段超长波长波
波长 1KKm-100Km 10Km-1Km
传播特性地波为主地波为主
主要用途海岸潜艇通信;远距离通信;超远距离导航调幅无线电广播;电报; 地下岩层通信;远距离导航电报;船用通信;业余无线电通信;移动通信; 中距离导航调幅无线电广播;远距离短波通信;国际定点通信基地调频无线电广播;电视; 导航;雷达;对空间飞行体通信;移动通信调频无线电广播;电视; 导航;雷达;中、小容量微波中继通信大容量微波中继通信; 数字通信;卫星通信; 国际海事卫星通信再入大气层时的通信; 波导通信
中频
MF
-3MHz
中波
1Km-100m
地波与天波
高频