无线通信的频率与频段划分

SchoolofCommunicationandInformationEngineeringSchoolofCommunicationandInformationEngineering第二章无线通信的频率与频段划分2.1引言2.2无线电的发明2.3傅立叶级数与无线电频谱2.4无线电频谱的开发SchoolofCommunicationandInformationEngineeringSchoolofCommunicationandInformationEngineering实验表明实验表明实验表明实验表明：：：：任何导体任何导体任何导体任何导体中有电流通过中有电流通过中有电流通过中有电流通过时时时时，，，，其周围空其周围空其周围空其周围空间会产生磁间会产生磁间会产生磁间会产生磁场场场场，，，，这种现象这种现象这种现象这种现象叫做电流的磁叫做电流的磁叫做电流的磁叫做电流的磁效应效应效应效应。。。。1.无线电是如何发明的？SchoolofCommunicationandInformationEngineeringSchoolofCommunicationandInformationEngineering安德烈·玛丽·安培（André-MarieAmpère，1775—1836）法国物理学家、化学家发现了右手螺旋定则、安培定律右手螺旋定则：右手握住通电螺线管，四指弯曲与电流方向一致，大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。2.1引言1.无线电是如何发明的？SchoolofCommunicationandInformationEngineeringSchoolofCommunicationandInformationEngineering电磁感应现象2.1引言1.无线电是如何发明的？SchoolofCommunicationandInformationEngineeringSchoolofCommunicationandInformationEngineering磁磁磁磁电电电电麦克斯韦方程变化的磁场变化的磁场变化的磁场变化的磁场产生电场产生电场产生电场产生电场电荷的流动电荷的流动电荷的流动电荷的流动产生磁场产生磁场产生磁场产生磁场1.无线电是如何发明的？SchoolofCommunicationandInformationEngineeringSchoolofCommunicationandInformationEngineering波长：同一时刻，空间的波动的波峰之间的长度（单位：米）振荡周期：空间一点，无线电场强从最高到低回到最高的时间（单位：秒）λ同一时刻空间一点tT/cTcfλ==波长周期频率光速1.无线电是如何发明的？SchoolofCommunicationandInformationEngineeringSchoolofCommunicationandInformationEngineering2.2.2.2.傅立叶级数在无线电通信中如何体现？早期的无线电互相干扰无法通信____使用了相同的频谱SchoolofCommunicationandInformationEngineeringSchoolofCommunicationandInformationEngineering1777年父母双亡，被当地教堂收养1794年到巴黎，高等师范学校的首批学员1798年随拿破仑远征埃及时任军中文书1801年回国后任伊泽尔省地方长官1807年向巴黎科学院呈交《热的传播》论文傅里叶级数理论由此创始1817年当选为科学院院士1822年在《热的分析理论》中解决了热在非均匀加热的固体中分布传播问题任该院终身秘书(JeanBaptisteJosephFourier,1768－1830)傅立叶法国数学家物理学家2.2.2.2.傅立叶级数的科学意义是什么？2.2.2.2.傅立叶级数在无线电通信中如何体现？SchoolofCommunicationandInformationEngineeringSchoolofCommunicationandInformationEngineering傅立叶的两个最主要的贡献——
“周期信号都可表示为谐波关系的正弦信号的加权和”——傅里叶的第一个主要论点
“非周期信号都可用正弦信号的加权积分表示”——傅里叶的第二个主要论点2.22.22.22.2傅立叶级数与无线电频段的划分2.2.2.2.傅立叶级数在无线电通信中如何体现？SchoolofCommunicationandInformationEngineeringSchoolofCommunicationandInformationEngineering1、对称方波包含哪些正弦波成分？tttttSωπωπωπωπω7sin745sin543sin34sin4)(+++=......11sin1149sin94+++ttωπωπ2.2.2.2.傅立叶级数在无线电通信中如何体现？SchoolofCommunicationandInformationEngineeringSchoolofCommunicationandInformationEngineeringZft傅里叶变换一次谐波三次谐波五次谐波七次谐波tωπsin4tωπ3sin34tωπ5sin54tωπ7sin74信号的频谱f03f07f05f04/π4/3π4/5π4/7π2.2.2.2.傅立叶级数在无线电通信中如何体现？SchoolofCommunicationandInformationEngineeringSchoolofCommunicationandInformationEngineeringFtZ时域ff03f05f07f0π4π34π74π541-FOZ频域示波器频谱仪时域与频域体现同一信号的不同形式1-12.2.2.2.傅立叶级数在无线电通信中如何体现？SchoolofCommunicationandInformationEngineeringSchoolofCommunicationandInformationEngineering时域频域2.2.2.2.傅立叶级数在无线电通信中如何体现？SchoolofCommunicationandInformationEngineeringSchoolofCommunicationandInformationEngineering空中的数字无线电波1001000100111110101111000001……….ASKFSKPSK100010013333、、、、无线电信号具有怎样的频谱？SchoolofCommunicationandInformationEngineeringSchoolofCommunicationandInformationEngineeringASKFSKPSKffc1Afc2FSK信号带宽信号带宽信号带宽信号带宽ASKPSK信号带宽信号带宽信号带宽信号带宽不同的调制方式具有不同的带宽不同的载波的已调波在频率轴上具有不同的位置2.2.2.2.傅立叶级数在无线电通信中如何体现？SchoolofCommunicationandInformationEngineeringSchoolofCommunicationandInformationEngineering无线电频段的划分距离＝速度X时间波长（一个波动的距离）＝光速X无线电振荡周期时间＝光速/频率/cTcfλ==4、无线电信号的频谱如何划分？SchoolofCommunicationandInformationEngineeringSchoolofCommunicationandInformationEngineeringm/λHzf/甚低频VLF:f:λ甚长波甚低频3KHz–30KHz10km–100km用途：远距离导航、海底通信3103×5103×4103×10103×6103×7103×8103×9103×510210410310110-210-11011103×14108×14103×610-310-7104-×4、无线电信号的频谱如何划分？SchoolofCommunicationandInformationEngineeringSchoolofCommunicationandInformationEngineering无线电按频谱划分：m/λHzf/低频LF:f:λ长波低频30KHz–300KHz1km–10km用途：远距离导航、海底通信、无线信标3103×5103×4103×10103×6103×7103×8103×9103×510210410310110-210-11011103×14108×14103×610-310-7104-×4、无线电信号的频谱如何划分？SchoolofCommunicationandInformationEngineeringSchoolofCommunicationandInformationEngineering无线电按频谱划分：m/λ中频MF:f:λ中波中频300KHz–3MHz100m–1km用途：海上无线通信、调幅广播3103×5103×4103×10103×6103×7103×8103×9103×510210410310110-210-11011103×14108×14103×610-310-7104-×4、无线电信号的频谱如何划分？SchoolofCommunicationandInformationEngineeringSchoolofCommunicationandInformationEngineering无线电按频谱划分：m/λHzf/高频HF:f:λ短波高频3MHz–30MHz10m–100m用途：业余无线电、国际广播、军事通信、远距离飞机、轮船间通信、电话、传真3103×5103×4103×10103×6103×7103×8103×9103×510210410310110-210-11011103×14108×14103×610-310-7104-×4、无线电信号的频谱如何划分？SchoolofCommunicationandInformationEngineeringSchoolofCommunicationandInformationEngineering无线电按频谱划分：m/λHzf/甚高频VHF:f:λ超短波甚高频30MHz–300MHz1m–10km用途：VHF电视、调频双向无线通信、飞行器调幅通信、飞行器辅助导航3103×5103×4103×10103×6103×7103×8103×9103×510210410310110-210-11011103×14108×14103×610-310-7104-×模拟电视电视VHF有12个频道1-5频道为48.5-92MHz，6-12频道为167-223MHz。4、无线电信号的频谱如何划分？SchoolofCommunicationandInformationEngineeringSchoolofCommunicationandInformationEngineering无线电按频谱划分：m/λHzf/特高频UHF:f:λ分米波特高频300MHz–3GHz0.1m–1m用途：UHF电视、蜂窝电视、协助导航、雷达、GPS、微波通信、个人通信系统3103×5103×4103×10103×6103×7103×8103×9103×510210410310110-210-11011103×14108×14103×610-310-7104-×2G手机900M3G手机2000M数字电视WLAN2.4G4、无线电信号的频谱如何划分？SchoolofCommunicationandInformationEngineeringSchoolofCommunicationandInformationEngineering无线电按频谱划分：m/λHzf/超高频SHF:f:λ厘米波超高频3GHz–30GHz0.01m–0.1m用途：卫星通信、雷达、微波通信3103×5103×4