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教学授课计划授课班级授课日期授课题目:模块一无线通信系统组成与信号传输课题一无线通信系统组成及无线电波目的要求:1、熟悉无线通信系统的组成2、掌握无线电波的传播特性及其传播方式3、了解无线电波的波段划分4、掌握无线电波的测试指标重点难点:无线通信系统的组成、无线电波的传播特性及其传播方式无线电波的测试组织教学:清点人数、复习导入、讲授新课、课后总结总结复习导入新课:以日常生活中天天使用的手机为例,通过两位学生互打电话,其他学生相互讨论手机拨打和接听电话的过程,引入无线通信系统的发送和接受过程,激发学生学习热情,调动学生学习积极性。除了手机以外,日常生活中的无线通信系统还有那些呢?广播、电视、对讲机等等。无线通信是利用电磁波来传递声音和图像信号的,那么它是怎么做到的呢?教学方法:讲授一、无线通信系统的组成无线电波——无线通信技术中使用的电磁波。无线电通信系统的发送、接收图二、无线电波1.无线电波的特性波速——波传播的速度,为波长与频率的乘积。v(m/s)=λ(m)×f(Hz)电磁波——由高频电流产生、并且由电场和磁场交替变化形成的波。人耳能听到的声音的频率一般在20Hz~20kHz的范围内。而声音在空气中的传播速度很慢,约为340m/s,且衰减速度很快,所以声音在空气中不能传得很远。有线广播或有线电话能把声音通过话筒变成音频信号,由电线传到很远的地方。此类传输电信号方式需要电线。如果把音频电信号搭载到无线电波上,利用无线电波的运载就可以在瞬间把需传送的信号传得很远,它的传播速度3×108m/s。接收机接收到无线电波以后将音频电信号从无线电波中取出来,再通过扬声器还原成声音。2.无线电波的波段划分波段名频率范围频段名波的传播方式主要用途近距离远距离超长波3~30kHz超低频(VLF)地波地波长距离通信长波30~300kHz低频(LF)地波地波长距离通信/导航中波300K~3MHz中频(MF)地波天波广播、导航、通信短波3~30MHz高频(HF)地波天波广播、中长距离通信超短波30~300MHz甚高频(VHF)空间直线波对流层短距离通信、电视、雷达、宇航研究微波分300~3000MHz特高频(UHF)空间直线波对流层电视、通信、雷达、卫星、气象、宇航厘3~30GHz超高频(SHF)空间直线波对流层电视、中继通信、雷达、卫星、毫30~300GHz极高频(EHF)空间直线波对流层雷达、通信、宇宙研究3.无线电波的传播方式(1)地面波传播(2)天波传播(3)空间波传播(4)外球层传播无线电波的传播方式传播方式特点地面波传无线电波沿地球表面传播;绕射传播。电磁波不断被地面吸收,迅速衰减;波长越长,衰减越小。中长波比短波和超短波衰减小,距离远。地面波一般为几十到几百千米,信号较稳定。天波传播无线电波向天空辐射,进入大气电离层后会被电离层反射回地面的传播方式。短波能传得很远,几乎不传播长波。天波传播往往会受到气候、季节、昼夜等因素的影响。空间波传通过空间直接到达接收天线的传播方式。主要传播超短波特别是微波。发射天线架得越高,空间波的传播距离越远。外球层传在距离地面1000km以外的宇宙空间进行的无线电通信。工作频率一般在几百兆赫以上,如卫星通信和卫星直播电视。三、无线电信号测试仪器无线电信号的两个重要参数:信号的幅度(强弱)和频率。频谱——按不同的频率来排列正弦波幅度的图形。信号的时域和频域图场强——电场强度的简称,它是单位长度导体在空中某点处感应的电场(电压),反映了接收到空中某点无线电信号的强弱,单位是微伏/米(μV/m)。测试无线电信号的仪器场强仪频谱仪综测仪1.场强仪的组成及分类场强仪由电平表和天线组成。2.场强仪的操作面板实践操作:利用场强仪测试无线电信号通信场强仪(德力DS1813)电视场强仪干扰场强仪信号场强仪场强电平指标(信号的强弱)接收信号频率指示总结巩固新课:以广播或手机为例,说明无线通信系统的组成及无线电的传播方式,使学生在一开始就明确无线电波的传输是以电磁波的形式进行的。无线电波虽然看不见摸不着,但通过场强仪可以测出无线电波的强弱。布置作业:完成练习册本节内容参考资料:教材,教参教学后记:无线电在日常生活中无处不在,特别是无线通信给我们带来了极大的便利。无线电磁波作为传递信号的载体,我们在本节课学习了它的传播特性、传播方式及如何测试,必须强调认真学习,打好基础。教学授课计划授课班级授课日期授课题目:模块一无线通信系统组成与信号传输课题二认识天线和传输线目的要求:1、掌握天线的种类、特性及工作原理。2、熟悉传输线的特性,以及天线和传输线的匹配3、会选择天线的长短、基本类型及天线安装地点重点难点:天线的种类、特性及工作原理天线的安装要求组织教学:清点人数、复习导入、讲授新课、课后总结总结复习导入新课:信息传播是人们生活中的重要内容之一。随着科学技术的不断发展,无线电技术已渗透并应用于无线电广播、电视、导航、遥控和雷达等各个领域。特别是手机的普及,成为了不可缺少的现代化通讯工具。那么,空中的无线电信号是如何接收和发送的呢?教学方法:讲授一、天线的种类与特性1.天线的种类2.天线的形状和大小超长波长波中波短波超短波微波天线全向天线定向天线无源天线:不带放大器的天线有源天线:带放大器的天线有无放大器工作频率方向影响天线形状和大小的3个主要因素:(1)频率,即天线需要处理的频率。天线处理的频率越低,天线的规模越大。(2)无线电波传播的方向。如果要在各方向同等接收或者是发送无线电波信号就需要用全向天线;如果只在一个方向发送无线电波信号,就需要选用定向天线。(3)天线发送或接收的功率。一般说来,功率越大,天线的规模越大。3.天线的参数(1)信号强度和方向天线的方向性——天线对空间不同的方向具有不同的辐射或接收能力。离天线越远,从天线辐射出来的信号强度越小。全向天线定向天线无障碍物有障碍物天线的方向(2)带宽振子(即天线上提供交变电流通路的金属棒等)所用管、线越粗,带宽越宽;天线增益越高,带宽越窄。(3)增益增益——指在输入功率相等的条件下,实际天线与理想的辐射模块在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。(4)阻抗保证信号的良好传输→阻抗匹配→馈线的阻抗和天线一样。二、天线的工作原理发信天线可以用作收信天线,收信天线可以用作发信天线,并且表现在天线用作发信天线时的参数,与用作收信天线时的参数保持不变,这就是天线的互易原理。频率越高,波长越短;反之,频率越低,波长越长。三、传输线传输线(或馈线)——连接天线和发射机输出端或接收机输入端的电缆。传输线必须屏蔽。当传输线的物理长度等于或大于所传送信号的波长时,传输线又叫做长线。1.传输线的种类2.传输线的特性阻抗传输线的特性阻抗——无限长传输线上各处的电压与电流的比值,用Zo表示。D——同轴电缆外导体铜网内径d——同轴电缆芯线外径εr——导体间绝缘介质的相对介电常数3.馈线的衰减系数衰减系数(β)——单位长度产生的损耗的大小。单位为dB/m(分贝/米),常用dB/100m(分贝/百米)。输入到馈线的功率为P1,长度为L(m)的馈线输出的功率为P2,传输损耗TL可表示为:TL=10×Lg(P1/P2)(dB),衰减系数为:β=TL/L(dB/m)。例如,NOKIA7/8in低耗电缆,900MHz时衰减系数为β=4.1dB/100m,也可写成β=3dB/73m。SYV-9-50-1,900MHz时衰减系数为β=20.1dB/100m,也可写成β=3dB/15m。超短波段的传输线微波波段的传输线平行双线传输线(损耗大,不能用于UHF频段)同轴电缆传输线(损耗小,抗干扰差)同轴电缆传输线波导微带))(/(lg)/60(rodDZ四、天线的选择需要接收哪个频率的信号,就希望天线谐振在那个频率上。天线的基本公式:波长(m)=速度/频率=300/频率(MHz)。绝大多数天线是以半波长的导体为基础的,故1/2波长(m)=150/频率(MHz)。传输线和天线的特点:1.长度短于1/4波长的短路线呈电感性。2.长度短于1/4波长的开路线呈电容性。3.如果一条任意长度的导线的终端电阻等于它的特性阻抗,那么它就是一个纯电阻性的负载,因而不会把能量反馈回信号源。4.长度略短于1/4波长倍数的天线呈电容性。5.长度略长于1/4波长倍数的天线呈电感性。6.电感性负载可用加入电容的方法来匹配,电容性负载可用加入电感的方法来匹配。五、天线和传输线的匹配当馈线终端所接负载阻抗ZL与馈线特性阻抗Z0相等时就表示馈线终端是匹配连接的。传输线天线匹配图天线的反射损耗示意图天线50Ω超前10W返回0.4W辐射9.6W天线75Ω六、天线的安装要求1.天线尽可能架设到高处,以使无线电波传播距离增加。2.架设天线要避开周围障碍物,力求做到在通信方向上无阻挡。3.高频电缆的外层较柔软,以防破损,以免屏蔽线外露。4.天线与高频电缆通常是用连接器连接的,必须旋接紧密,防止水渗入。5.在多雷电地区,要装置避雷针。教学授课计划授课班级授课日期授课题目:模块二调谐放大器及滤波器课题一正弦波震荡器目的要求:1、了解振荡的基本概念。2、熟悉正弦波振荡电路的振荡条件及基本组成。3、熟悉电容三点式和电感三点式LC振荡电路的组成及优缺点重点难点:正弦波振荡电路的振荡条件及基本组成电容三点式和电感三点式LC振荡电路组织教学:清点人数、复习导入、讲授新课、课后总结总结复习导入新课:我们都听过收音机,那么在调台时为什么在一个频段范围内收听到的各个电台都能获得一致的收听效果呢?教学方法:讲授课题一正弦波振荡器一、正弦波振荡器的作用正弦波振荡器产生各种不同频率的正弦波信号。RC振荡器:产生低频正弦波信号LC振荡器:产生高频正弦波信号高频放大式调幅收音机的原理框图电路非常简单,但由于高频放大器的带宽较窄,在整个中波频段535~1605kHz都获得一致放大较困难。因此,很难获得一致的收听效果,现已很少采用。超外差式调幅收音机的原理框图特点:把接收到的电台信号与本机振荡信号同时送入混频器进行混频,并保持本机振荡频率比电台信号频率高465kHz,通过选频回路,取出两个信号的“差频”,即中频信号(465kHz),并进行中频放大。二、正弦波振荡电路的振荡条件及组成1.产生振荡的条件正弦波振荡电路的原理框图自激振荡的条件为:(1)振幅平衡条件AF=1(2)相位平衡条件),2,1,0(π2FAnn振荡电路是如何起振的呢?只要振荡电路连接正确,接通电源后即可自行起振,并不需要加激励信号。起振是增幅过程,即满足AF>1。振荡器起振后,振荡幅度不会无限增长下去,在某一点处重新回到平衡状态,即AF=1,达到稳幅振荡。振荡的振幅稳定是靠放大器的非线性实现的。2.正弦波振荡电路的组成正弦波振荡电路的原理框图(1)放大电路:放大电路实质上是一个换能器,它起补偿能量损耗的作用。(2)正反馈网络:将放大电路输出量的一部分或全部返送到输入端,完成自激课题,起能量控制作用。(3)选频网络:使电路产生单一频率的正弦波信号。(4)稳幅电路:用于稳定振荡信号的振幅。三、LC正弦波振荡电路采用LC并联回路作为选频网络,产生高频正弦波信号,振荡频率1MHz以上。1.电容三点式LC振荡电路电容三点式LC振荡电路又称为考毕兹(Colpitts)电路。原理电路交流等效电路电路振荡频率为:反馈系数的数值为:优点:对高次谐波的阻抗小,输出波形较好;输出频率较高。缺点:振荡频率调节不方便,容易导致停振。2.电感三点式LC振荡电路原理电路交流等效电路电路振荡频率为:反馈系数的数值为:优点:容易起振,方便地调节振荡频率。缺点:输出波形较差。四、石英晶体振荡电路1.正弦波振荡电路的频率稳定度问题频率稳定度——指在规定的时间内,在规定的温度、湿度、电源电压变化范围内,振荡频率的相对变化量。LCfπ21o21ofCCUUFCMLLf)2π21210MLMLUUF12of式中,Sf为振荡频率稳定度,fo为振荡器标称频率,f为实际振荡频率。2.石英晶体的基本特性与等效电路(1)石英
本文标题:中职无线电基础教案
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