无线电通信与导航内容（无线电导航业务）
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无线电基本知识介绍
无线电
无线电是指在自由空间（包括空气和真空）传播的电磁波，其频率 300GHz 以下 (下限频率较不统一, 在各种射频规范书, 常见的有三 3KHz~300GHz, 9KHz~300GHz, 10KHz~300GHz)。无线电技术是通过无线电波传播信号的技术。
无线电技术的原理在于，导体中电流强弱的改变会产生无线电波。利用这一现象，通过调制可将信息加载于无线电波之上。当电波通过空间传播到达收信端，电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。 通过解调将信息从电流变化中提取出来，就达到了信息传递的目的。
麦克斯韦最早在他递交给英国皇家学会的论文《电磁场的动力理论》中阐明了电磁波传播的理论基础。他的这些工作完成于1861年至1865年之间。
海因里希·鲁道夫·赫兹（Heinrich Rudolf Hertz）在1886年至1888年间首先通过试验验证了麦克斯韦尔的理论。他证明了无线电辐射具有波的所有特性，并发现电磁场方程可以用偏微分方程表达，通常称为波动方程。
1906年圣诞前夜，雷吉纳德·菲森登（Reginald Fessenden）在美国麻萨诸塞州采用外差法实现了历史上首次无线电广播。菲森登广播了他自己用小提琴演奏“平安夜”和朗诵《圣经》片段。位于英格兰切尔姆斯福德的马可尼研究中心在1922年开播世界上第一个定期播出的无线电广播娱乐节目。
发明
关于谁是无线电台的发明人还存在争议。
1893年，尼科拉·特斯拉（Nikola Tesla）在美国密苏里州圣路易斯首次公开展示了无线电通信。在为“费城富兰克林学院”以及全国电灯协会做的报告中，他描述并演示了无线电通信的基本原理。他所制作的仪器包含电子管发明之前无线电系统的所有基本要素。
古列尔莫·马可尼（Guglielmo Marconi）拥有通常被认为是世界上第一个无线电技术的专利，英国专利12039号，“电脉冲及信号传输技术的改进以及所需设备”。
尼科拉·特斯拉1897年在美国获得了无线电技术的专利。然而，美国专利局于1904年将其专利权撤销，转而授予马可尼发明无线电的专利。这一举动可能是受到马可尼在美国的经济后盾人物，包括汤玛斯·爱迪生，安德鲁·卡耐基影响的结果。1909年，马可尼和卡尔·费迪南德·布劳恩（Karl Ferdinand Braun）由于“发明无线电报的贡献”获得诺贝尔物理学奖。
1943年，在特斯拉去世后不久，美国最高法院重新认定特斯拉的专利有效。这一决定承认他的发明在马可尼的专利之前就已完成。有些人认为作出这一决定明显是出于经济原因。这样二战中的美国政府就可以避免付给马可尼公司专利使用费。
1898年，马可尼在英格兰切尔姆斯福德的霍尔街开办了世界上首家无线电工厂，雇佣了大约50人。
无线电的用途
无线电的最早应用于航海中，使用摩尔斯电报在船与陆地间传递信息。现在，无线电有着多种应用形式，包括无线数据网，各种移动通信以及无线电广播等。
以下是一些无线电技术的主要应用:
通信
声音
* 声音广播的最早形式是航海无线电报。它采用开关控制连续波的发射与否，由此在接收机产生断续的声音信号，即摩尔斯电码。
* 调幅广播可以传播音乐和声音。调幅广播采用幅度调制技术，即话筒处接受的音量越大则电台发射的能量也越大。 这样的信号容易受到诸如闪电或其他干扰源的干扰。
* 调频广播可以比调幅广播更高的保真度传播音乐和声音。对频率调制而言，话筒处接受的音量越大对应发射信号的频率越高。调频广播工作于甚高频段（Very High Frequency，VHF）。频段越高，其所拥有的频率带宽也越大，因而可以容纳更多的电台。同时，波长越短的无线电波的传播也越接近于光波直线传播的特性。
* 调频广播的边带可以用来传播数字信号如，电台标识、节目名称简介、网址、股市信息等。在有些国家，当被移动至一个新的地区后，调频收音机可以自动根据边带信息自动寻找原来的频道。
* 航海和航空中使用的话音电台应用VHF调幅技术。这使得飞机和船舶上可以使用轻型天线。
* 政府、消防、警察和商业使用的电台通常在专用频段上应用窄带调频技术。这些应用通常使用5KHz的带宽。相对于调频广播或电视伴音的16KHz带宽，保真度上不得不作出牺牲。
* 民用或军用高频话音服务使用短波用于船舶，飞机或孤立地点间的通讯。大多数情况下，都使用单边带技术，这样相对于调幅技术可以节省一半的频带，并更有效地利用发射功率。
* 陆地中继无线电(Terrestial Trunked Radio, TETRA)是一种为军队、警察、急救等特殊部门设计的数字集群电话系统。
电话
* 蜂窝电话或移动电话是当前最普遍应用的无线通信方式。蜂窝电话覆盖区通常分为多个小区。每个小区由一个基站发射机覆盖。理论上，小区的形状为蜂窝状六边形，这也是蜂窝电话名称的来源。当前广泛使用的移动电话系统标准包括：GSM，CDMA和TDMA。运营商已经开始提供下一代的3G移动通信服务，其主导标准为UMTS和CDMA2000。
* 卫星电话存在两种形式：INMARSAT 和 铱星系统。两种系统都提供全球覆盖服务。 INMARSAT使用地球同步卫星，需要定向的高增益天线。铱星则是低轨道卫星系统，直接使用手机天线
电视
* 通常的模拟电视信号采用将图像调幅，伴音调频并合成在同一信号中传播。
* 数字电视采用MPEG-2图像压缩技术，由此大约仅需模拟电视信号一半的带宽。
紧急服务
* 无线电紧急定位信标 （emergency position indicating radio beacons，EPIRBs）， 紧急定位发射机或 个人定位信标是用来在紧急情况下对人员或测量通过卫星进行定位的小型无线电发射机。它的作用是提供给救援人员目标的精确位置，以便提供及时的救援。
数据传输
* 数字微波传输设备、卫星等通常采用正交幅度调制（Quadrature Amplitude Modulation，QAM）。QAM调制方式同时利用信号的幅度和相位加载信息。这样，可以在同样的带宽上传递更大的数据量。
* IEEE 802.11是当前无线局域网（Wireless Local Area Network，WLAN）的标准。它采用2GHz或5GHz频段，数据传输速率为11 Mbps或54 Mbps。
* 蓝牙（Blueteeth）是一种短距离无线通讯的技术。
辨识
* 利用主动及被动无线电装置可以辨识以及表明物体身分。（参见射频识别）
其它
* 业余无线电是无线电爱好者参与的无线电台通讯。业余无线电台可以使用整个频谱上很多开放的频带。爱好者使用不同形式的编码方式和技术。有些后来商用的技术，比如调频，单边带调幅，数字分组无线电和卫星信号转发器，都是由业余爱好者首先应用的。
导航
* 所有的卫星导航系统都使用装备了精确时钟的卫星。导航卫星播发其位置和定时信息。接收机同时接受多颗导航卫星的信号。接收机通过测量电波的传播时间得出它到各个卫星的距离，然后计算得出其精确位置。
* Loran系统也使用无线电波的传播时间进行定位，不过其发射台都位于陆地上。
* VOR系统通常用于飞行定位。它使用两台发射机，一台指向性发射机始终发射并象灯塔的射灯一样按照固定的速率旋转。当指向型发射机朝向北方时，另一全向发射机会发射脉冲。飞机可以接收两个VOR台的信号，从而通过推算两个波束的交点确定其位置。
* 无线电定向是无线电导航的最早形式。无线电定向使用可移动的环形天线来寻找电台的方向。
雷达
* 雷达通过测量反射无线电波的延迟来推算目标的距离。并通过反射波的极化和频率感应目标的表面类型。
* 导航雷达使用超短波扫描目标区域。一般扫描频率为每分钟两到四次，通过反射波确定地形。这种技术通常应用在商船和长距离商用飞机上。
* 多用途雷达通常使用导航雷达的频段。不过，其所发射的脉冲经过调制和极化以便确定反射体的表面类型。优亮的多用途雷达可以辨别暴雨、陆地、车辆等等。
* 搜索雷达运用短波脉冲扫描目标区域，通常每分钟2－4次。有些搜索雷达应用多普勒效应可以将移动物体同背景中区分开来
* 寻的雷达采用于搜索雷达类似的原理，不过对较小的区域进行快速反复扫描，通常可达每秒钟几次。
* 气象雷达与搜索雷达类似，但使用圆极化波以及水滴易于反射的波长。风廓线雷达利用多普勒效应测量风速，多普勒雷达利用多普勒效应检测灾害性天气。
加热
* 微波炉利用高功率的微波对食物加热。（注：一种通常的误解认为微波炉使用的频率为水分子的共振频率。而实际上使用的频率大概是水分子共振频率的十分之一。）
动力
* 无线电波可以产生微弱的静电力和磁力。在微重力条件下，这可以被用来固定物体的位置。
* 宇航动力: 有方案提出可以使用高强度微波辐射产生的压力作为星际探测器的动力。
天文学
* 是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。
附录：
无线电频率
无线电波含有迅速振动的磁场。振动的速度就是波的频率，以赫兹(Hz)为单位。1赫兹等于每秒振动一下。一千赫(kHz)等于1000赫兹。不同频率的波段用来发射各种不同的信息。
无线电按波长和频率分
长波：波长1000， 频率M3000KHz-30 KHz
中波: 波长100M-1000M, 频率300 KHz- 3000 KHz
短波: 波长100M-10M， 频率3MHz～30MHz
超短波:波长1M-10M， 频率30MHz -300MHz, 亦称甚高频（VHF）波、米波
微波: 波长1M-1MM, 频率300MHz-300KMHz,
我们收听收看广播电视使用的无线电波，是电磁波的一部分频段。它们也都符合电磁波的特性。其最常用参数有传播速度(c),波长(λ),周期(T),频率(f)等
电磁波传播速度(c)= 频率(f) ×波长 (λ)
周期(T)=1/ 频率(f)
c =3×10的8次方 m/sec
其中，频率就是每秒钟发生的波的个数（即振动次数），波长是每一个波的传播距离，周期是一个波所占用的时间。
学习无线电通信需要掌握哪些基本知识？以及无线电通信的原理。
一、掌握各种无线电元器件，如电阻器、电容器、电感线圈、变压器、电声器件、晶体管、电子管、集成电路及接线元件的符号和外形图等到基础知识：学会检测无线电元器件的方法，利用万用电表一或配合一些简单的电子线路，即可检测常有无线电元器件（如电阻、电容、晶体管、场效应管、集成电路、可控硅、扬声器、磁头、变压器等）的好坏及主要性能。
二、掌握无线电波传播基础知识与基本概念，无线电波频率范围，电磁波在大气层、对流层、电离层及空间各种环境下传播的基础理论、遥感等应用直接有关的天线、电磁波散射等内容。主要内容包括三大部分:电动力学概要，电磁波的基本特性，狭义相对论;天线理论概要，地波传播，电磁波在对流层中的传播;高空大气物理概要，等离子体物理概要，电离层中波的传播，长波和超长波传播，卫星通信电波传播等基本知识。
三、掌握认知无线电的背景、应用当今认知无线电技术、理解认知无线电未来的发展趋势。开展无线电活动、培养自已兴趣爱好、以及动手能力。四、最后祝愿你成为一名无线电专家！
无线电导航的基本任务是什么
、在规定时间达到目的地的航行技术。利用无线电波的传播特性可测定飞行器的导航参量（方位、距离和速度），算出与规定航线的偏差，由驾驶员或自动驾驶仪操纵飞行器消除偏差以保持正确航线。
无线电原理是什么？
无线电原理：无线电技术是通过无线电波传播信号的技术。无线电技术的原理在于，导体中电流强弱的改变会产生无线电波。
当电波通过空间传播到达收信端，电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。通过解调将信息从电流变化中提取出来，就达到了信息传递的目的。
无线电是指在所有自由空间（包括空气和真空）传播的电磁波，是其中的一个有限频带，上限频率在3THz（太赫兹），下限频率较不统一， 在各种射频规范书， 常见的有3KHz~3THz（ITU－国际电信联盟规定），9KHz~3THz，10KHz~3THz。
扩展资料：
无线电的主要用途：
1、通信
无线通信在现代通信中占据着极其重要的位置，几乎任何领域都使用无线通信，包括有商业、气象、金融、军事、工业、民用等。我们可从通信系统、调制方式、多址方式等几方面可看到无线通信系统种类的繁多。
2、导航
所有的卫星导航系统都使用装备了精确时钟的卫星。导航卫星播发其位置和定时信息。接收机同时接受多颗导航卫星的信号。接收机通过测量电波的传播时间得出它到各个卫星的距离，然后计算得出其精确位置。
3、雷达
雷达通过测量反射无线电波的延迟来推算目标的距离。并通过反射波的极化和频率感应目标的表面类型。导航雷达使用超短波扫描目标区域。一般扫描频率为每分钟两到四次，通过反射波确定地形。这种技术通常应用在商船和长距离商用飞机上。
4、加热
微波炉利用高功率的微波对食物加热。（注：一种通常的误解认为微波炉使用的频率为水分子的共振频率，而实际上使用的频率大概是水分子共振频率的十分之一。）
5、电力传输
日本科学家提出了在太空中建立大型的太阳能电站，将电能转化为微波送回地球。
参考资料来源：百度百科-无线电
无线通信系统由哪几部分组成，各部分起什么作用？
无线通信系统（Wireless Communication System）：也称为无线电通信系统，是由发送设备、接收设备、传输媒体（无线信道）三大部分组成的，利用无线电磁波，以实现信息和数据传输的系统。其各部分的作用如下：
1、发送设备
（1）变换器（换能器）：将被发送的信息变换为电信号。例如话筒将声音变为电信号。
（2）发射机：将换能器输出的电信号变为强度足够的高频电振荡。
（3）天线：将高频电振荡变成电磁波向传输媒质辐射。
2、传输媒体——电磁波
在自由空间中, 波长与频率存在以下关系: c = f λ式中: c为光速, f 和λ分别为无线电波的频率和波长, 因此, 无线电波也可以认为是一种频率相对较低的电磁波。 对频率或波长进行分段, 分别称为频段或波段。
不同频段信号的产生、放大和接收的方法不同, 传播的能力和方式也不同, 因而它们的分析方法和应用范围也不同。无线电波只是一种波长比较长的电磁波, 占据的频率范围很广。
电磁波从发射机天线辐射后，不仅电波的能量会扩散，接收机只能收到其中极小的一 部分，而且在传播过程中，电波的能量会被地面、建筑物或高空的电离层吸收或反射；或在大气层中产生折射或散射，从而造成强度的衰减。
根据无线电波在传播过程所发生的现象 , 电波的传播方主要有绕射（地波），反射和折射（天波），直射（空间波） 。决定传播方式的关键因素是无线电信号的频率。
沿大地与空气的分界面传播的电波叫地表面波，简称地波。绕射传播。传播途径主要取决于地面的电特性。地波在传播过程中，由于能量逐渐被大地吸收，很快减弱（波长越短，减弱越快），因而传播距离不远。但地波不受气候影响，可靠性高。
超长波、长波、中波无线电信号，都是利用地波传播的。短波近距离通信也利用地波传播。
天波：利用天空的电离层折射和反射而传播的电波，也叫天空波。电离层只对短波波段的电磁波产生反射作用，因此天波传播主要用于短波远距离通信。
两个突出特点：一是传播距离远，同时产生中间静区地带，二是传播不稳定，随昼夜和季节的变化而变化。因此，短波通信要经党更换波段，以保证质量。
空间波又称为直射波，是由发射点从空间直线传播到接收点的无线电波。直射波传播距离一般限于视距范围。在传播过程中，它的强度衰减较慢，超短波和微波通信就是利用直射波传播的。
在地面进行直射波通信，其接收点的场强由两路组成：一路由发射天线直达接收天线，另一路由地面反射后到达接收天线，如果天线高度和方向架设不当，容易造成相互干扰（例如电视的重影）。
限制直射波通信距离的因素主要是地球表面弧度和山地、楼房等障碍物，因此超短波和微波天线要求尽量高架。
3、接收设备
接收是发射的逆过程
（1）接收天线：将空间传播到其上的电磁波→高频电振荡。
（2）接收机：高频电振荡 电信号。
（3）变换器（换能器）：将电信号 所传送信息。
扩展资料
无线通信系统按照无线通信系统中关键部分的不同特性，主要有以下一些类型：
1、按照工作频段或传输手段分类
有中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信和卫星通信等。所谓工作频率，主要指发射与接收的射频（RF）频率。射频实际上就是“高频” 的广义语，它是指适合无线电发射和传播的频率。无线通信的一个发展方向就是开辟更高的频段。
2、按照通信方式来分类
主要有（全） 双工、半双工和单工方式。所谓单工通信，指的是只能发或只能收的方式；半双工通信是一种既可以发也可以收但不能同时收发的通信方式；而双工通信是一种可以同时收发的通信方式。第一个图的例子是半双工方式，将天线开关换成双工器就成了双工方式。
3、按照调制方式的不同来划分
有调幅、调频、调相以及混合调制等。
4、按照传送的消息的类型分类
有模拟通信和数字通信，也可以分为话音通信、图像通信、数据通信和多媒体通信等。
各种不同类型的通信系统，其系统组成和设备的复杂程度都有很大不同。但是组成设备的基本电路及其原理都是相同的，遵从同样的规律。本书将以模拟通信为重点来研究这些基本电路，认识其规律。这些电路和规律完全可以推广应用到其他类型的通信系统。
参考资料来源：百度百科-无线电通信
