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11.5 电磁波的发射和接收


11. 5 电磁波的发射和接收 问题引入 电磁波的发射

电磁波的接收

问题引入 1887年,德国物理学家赫兹首先发表了电磁波的发射 和接收的实验论文,证实了电磁波的存在。从此,电磁场 理论作为无线电学的基础,使无线电技术得到了迅速的发 展。电磁波是如何发射和接收的呢?

赫 兹

一、电磁波的发射 发射电磁波必须具备两个条件:

(1) 振荡电路必须有足够高的频率; (2) 振荡电路的电场和磁场必须尽可能分散到较大 的空间。
为了发射电磁波,需要改进振荡电路。一方面增大电 容器极板间距离、减少正对面积;另一方面减少线圈的匝 数,以减少自感。这样既提高了振荡频率又将磁场和电场 分散到较大空间。这种电路叫做开放电路。

在实际应用中,开放电路的下部分导线通常接地。叫 做地线,上部分导线尽可能分散到高处,叫做天线。电磁

波就是通过天线和地线所组成的开放电路发射出去的。
为了使开放电路中产生振荡电 流,常用如图所示的方法,使振荡 器的线圈L1靠近开放振荡电路的线 圈L2。当振荡器中产生振荡电流时, 由于互感作用,就可以在开放振荡 电路中产生相同频率的振荡电流, 这种方法叫做感应耦合。
B C L1 L2 A

为了传送声音、文字、图象等信号,首先要把传递的 信号转变成电信号。但这种电信号的频率较低,不能直接 发射出去,需要将这种低频电信号加到高频振荡电流上发 射出去。这种要把传递的电信号(叫做调制信号)加到高 频振荡电路(叫做载波)上的过程叫做调制;进行调制的 装置叫做调制器。 常用的调制方式有调幅和调频两种: 调幅:就是让载波的振幅随着调制信号的振幅变化而

变化;
调频:就是使载波信号的频率随着调制信号而改变。

以调幅方式调制的无线电广播,其发射原理如图所 示。话筒将声音变成音频信号,经音频放大器放大后, 再进入调制器,同时送入调制器的还有载波,信号经调 制后耦合到发射天线向外发射。

无线广播发射器

二、电磁波的接收 电磁波在空间传播时,如果遇到导体制成的天线,由 于电磁感应,天线中就会产生与电磁波频率相同的感应电 流,这样就可以接收电磁波。但是,在地球周围空间存在 着各种不同频率的电磁波,在无线电技术中,可以利用电 谐振来选取我们需要的电磁波(选台)。

无线电接收机

收音机

无线电视接收天线

当某一频率的电磁波跟振荡电路中的固有频率相同, 它在电路中激起的感应电流最强,这种现象叫做电谐振。 用来产生电谐振的过程叫做调谐。能够实现调谐的电路叫 做调谐电路。在收音机中一般都是用自感线圈和可变电容 器来组成调谐电路的。 在天线回路和调谐电路中所得到的感应电流,仍是经 过调制的高频振荡电流,还必须从这个已调制的高频振荡 电流中“取出”其运载着的调制信号来,该过程叫做解调。 解调是调制的逆过程。调幅波的解调叫做“检波”;调频 波的解调称为“鉴频”。能够完成检波作用的装置叫做检 波器,利用二极管的单向导电性就可以构成一个检波器。





1. 发射电磁波为什么要用开放电路? 2. 接收回路为什么要调谐?怎样实现调谐? 3. 什么是调制?调制有哪几种方式?

4. 什么是检波?为什么要进行检波?


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