第十四章電磁波14.3電磁波的發(fā)射和接收學習目標：1、了解有效地發(fā)射電磁波的兩個條件；2、了解無線電波的波長范圍；3、了解無線電波的發(fā)射過程和調(diào)制的簡單概念；4、了解調(diào)諧、檢波及無線電波的接收的基本原理。重點難點：1、調(diào)制、調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)諧和解調(diào)。我們要傳遞的訊號不是等幅高頻振蕩電流，而是一些低頻訊號（如：聲音訊號頻率只有幾百至幾千赫茲，圖象訊號頻率也不過上萬赫茲）能否把它們直接發(fā)送出去？類比：(電磁波發(fā)射——汽車運貨)“貨物”——要傳送的聲音、圖象等訊號“汽車”——振蕩器產(chǎn)生的高頻交變電流（載波）“裝上貨物”的過程——調(diào)制信號過程你知道嗎？一、電磁波的發(fā)射振蕩器高頻交流電天線高頻電磁場振蕩高頻電磁波傳播1、制造載波注意：要有效發(fā)射電磁波，振蕩電路須具有如下特點：⑴要有足夠高的振蕩頻率。⑵振蕩電路的電場和磁場必須分散到盡可能大的空間，這樣才能有效地把能量輻射出去。振蕩器產(chǎn)生的高頻交變電流，以用來攜帶聲音、圖像信息的，叫做載波！天線是發(fā)射與接收無線電波的必要設備天線地線一、電磁波的發(fā)射2、調(diào)制：調(diào)幅把信息加到載波上，使載波隨信號而改變叫調(diào)制。

定義：使高頻載波的振幅隨信號的強弱而改變叫做調(diào)幅(AM)

優(yōu)點：調(diào)幅機結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，服務半徑大！

缺點：抗干擾能力弱！

主要應用：中波和短波波段；方法一：調(diào)頻一、電磁波的發(fā)射2、調(diào)制：把信息加到載波上，使載波隨信號而改變叫調(diào)制。

定義：使高頻載波的頻率隨信號而改變叫做調(diào)頻(FM)

優(yōu)點：抗干擾能力強，故傳播過程中失真比較小！

缺點：調(diào)頻機結(jié)構(gòu)復雜，不易操作，服務半徑??！

主要應用：微波（甚高頻和超高頻波段）方法二：——挑選特定頻率的電磁波二、電磁波的接收1、調(diào)諧：

當接收電路的固有振蕩頻率等于某種電磁波的頻率時，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強。電諧振：——使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程注意：調(diào)諧與電諧振不同，電諧振是一個物理現(xiàn)象，而調(diào)諧則是一個操作過程。理解：電諧振就是電磁振蕩中的“共振”。二、電磁波的接收——分離高頻載波和低頻信號2、解調(diào)解調(diào)器說明：解調(diào)是調(diào)制的逆過程；調(diào)幅波的解調(diào)又叫檢波。信號調(diào)制振蕩電流發(fā)射調(diào)諧電路解調(diào)輸出電磁波的發(fā)射和接受流程圖無線電波的發(fā)射無線電波的接收1、無線電技術(shù)中使用的電磁波叫無線電波。三、無線電波2、分類3、無線電波的傳播方式——地波

傳播形式:沿地球表面空間傳播。

適合波段：

原因：波長較長，衍射能力較強，在地面?zhèn)鞑r課繞過障礙物。長波、中波、中短波。3、無線電波的傳播方式——天波

傳播形式:靠大氣電離層的反射傳播

適合波段：

原因：長波容易被電離層吸收；

短波容易被電離層反射；

微波容易穿過電離層。中短波、短波3、無線電波的傳播方式——空間波

傳播形式:沿直線傳播

適合波段：

原因：穿透能力較強短波、超短波、微波典例1：下列幾種方式中，能提高LC振蕩電路向外輻射電磁波的本領(lǐng)的有A．減小振蕩電路中的電容B．增加振蕩時的電壓C．增加線圈的匝數(shù)D．用開放電路，不用閉合電路關(guān)于載波制造，需注意：（1）振蕩的頻率越高，向外輻射電磁波的本領(lǐng)就越大.（2）通過改變電容器的電容和線圈的匝數(shù)等來改變振蕩電路的頻率.（3）采用開放電路也可以提高振蕩電路向外輻射電磁波的能力.典例二：實際發(fā)射無線電波如圖所示，高頻振蕩器產(chǎn)生高頻等幅振蕩如圖(甲)所示，人對著話筒說話產(chǎn)生低頻振蕩如圖(乙)所示，根據(jù)這兩個圖象，發(fā)射出去的電磁波圖象應是圖中的(

)振蕩器產(chǎn)生高頻等幅振蕩，話筒結(jié)構(gòu)是里邊有碳膜電阻，它的阻值隨壓力變化而變化。當我們對著它說話時，空氣對它的壓力隨著聲音而變化，那么它的電阻也就隨聲音信號而變化，振蕩電流的振幅也就隨著聲音信號而變化，這就是調(diào)制。它不但影響了正半周，也影響了負半周。典例三：圖中A為某火箭發(fā)射場，B為山區(qū)，C為城市。發(fā)射場正在進行某型號火箭的發(fā)射試驗。為了傳播火箭發(fā)射的實況，在發(fā)射站建立了發(fā)射臺用于發(fā)射廣播與電視信號。已知傳輸無線電廣播所用的電磁波波長為550m，而傳輸電視信號所用的電磁波波長為，為了不讓山區(qū)擋住信號的傳播，使城市居民能收聽和收看火箭發(fā)射的實況，必須通過建在山頂上的轉(zhuǎn)發(fā)站來轉(zhuǎn)發(fā)________(填“無線電廣播信號”或“電視信號”)。這是因為________

。電視信號電視信號頻率高，波長短，沿直線傳播，不易衍射【規(guī)律方法】電磁波傳播問題的分析方法對電磁波的傳播問題，如果判斷其是否沿直線傳播時，可以根據(jù)波長與障礙物的大小進行判斷，波長較長的電磁波衍射現(xiàn)象明顯，波長較短的電磁波衍射現(xiàn)象不明顯，近似沿直線傳播.在同種均勻介質(zhì)中，無論波長多長，都是沿直線傳播，其波速、波長、頻率符合v=λf.典例四

：關(guān)于無線電波的接收，下列說法正確的是B.當電磁波的頻率與接收電路的固有頻率相等時，發(fā)生電諧振D.檢波就是從高頻信號上“檢”出所承載的低頻信號關(guān)于電磁波接收，請注意：（1）電諧振的原理.（2）電磁波的接收過程.練習1：無線電廣播要對電磁波進行調(diào)制的原因是（）練習2：無線電接收機中調(diào)諧電路的可變電容器動片，從完全旋入到完全旋出都不能接收到某一較高頻率電臺送出的信號，這是因為：A．電源兩端的電壓太低B．電源的內(nèi)阻太大C．調(diào)諧電路中線圈的匝數(shù)太多D．調(diào)諧電路中線圈的匝數(shù)太少練習3：下列說法正確的是(

)A．當處于電諧振時，所有的電磁波仍能在接收電路中產(chǎn)生感應電流B．當處于電諧振時，只有被接收的電磁波才能在接收電路中產(chǎn)生感應電流C．由調(diào)諧電路接收的感應電流，再經(jīng)過耳機就可以聽到聲音了D．由調(diào)諧電路接收的感應電流，再經(jīng)過檢波、放大，通過耳機才可以聽到聲音練習4：在無線電波廣播的接收中，調(diào)諧和檢波是兩個必須經(jīng)歷的過程，下列關(guān)于接收過程的順序，正確的是（）A.調(diào)諧→高頻放大→檢波→音頻放大B.檢波→高頻放大→調(diào)諧→音頻放大C.調(diào)諧→音頻放大→檢波→高頻放大D.檢波→音頻放大→調(diào)諧→高頻放大調(diào)諧是從眾多的電磁波中選出所需頻率的高頻信號，然后再進行高頻放大；再從放大后的高頻信號中“檢”出高頻信號所承載的低頻聲音信號，再將這些低頻信號放大后通過揚聲器播放出來，綜上，A對.典例二：各地接收衛(wèi)星電視訊號的拋物面天線如圖所示，天線頂點和焦點的連線(OO′)與水平面間的夾角為仰角α，OO′在水平面上的投影與當?shù)卣戏降膴A角為偏角β，接收定位于東經(jīng)105.5°的衛(wèi)星電視訊號(如CCTV－5)時，OO′連線應指向衛(wèi)星，則我國各地接收天線的取向情況是(我國自西向東的經(jīng)度約為73°～135°)(

)A．有可能β＝0，α＝90°B．與衛(wèi)星經(jīng)度相同的各地，α隨緯度增加而減小C．經(jīng)度大于105°的各地，天線是朝南偏東的D．在幾十甚至幾百平方千米的范圍內(nèi)，天線取向幾乎是相同的如圖所示，α隨緯度的增大而減小，我國不在赤道上，α不可能為零，經(jīng)度大于105°的各地，天線應該朝南偏西，由于地球很大，衛(wèi)星距地面很高，幾十甚至幾百平方千米的范圍內(nèi)天線取向幾乎是相同的。無線電波的發(fā)射1、發(fā)射無線電波的裝置：振蕩器L1