無線電知識
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進階理論
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進階理論

無線電的用途

無線電的最早應用於航海中,使用摩斯電報在船與陸地間傳遞信息。現在,無線電有著多種應用形式,包括無線數據網,各種移動通信以及無線電廣播等。

以下是一些無線電技術的主要應用:


通信

聲音

軍用手持無線電通話器
  • 聲音廣播的最早形式是航海無線電報。它採用開關控制連續波的發射與否,由此在接收機產生斷續的聲音信號,即摩爾斯電碼
  • 調幅廣播可以傳播音樂和聲音。調幅廣播採用幅度調製技術,即話筒處接受的音量越大則電台發射的能量也越大。 這樣的信號容易受到諸如閃電或其他干擾源的干擾。
  • 調頻廣播可以比調幅廣播更高的保真度傳播音樂和聲音。對頻率調製而言,話筒處接受的音量越大對應發射信號的頻率越高。調頻廣播工作于甚高頻段(Very High Frequency,VHF)。頻段越高,其所擁有的頻率頻寬也越大,因而可以容納更多的電台。同時,波長越短的無線電波的傳播也越接近於光波直線傳播的特性。
  • 調頻廣播的邊帶可以用來傳播數字信號如,電台標識、節目名稱簡介、網址、股市信息等。在有些國家,當被移動至一個新的地區後,調頻收音機可以自動根據邊帶信息自動尋找原來的頻道。
  • 航海和航空中使用的話音電台應用VHF調幅技術。這使得飛機和船舶上可以使用輕型天線。
  • 政府、消防、警察和商業使用的電台通常在專用頻段上應用窄帶調頻技術。這些應用通常使用5KHz的頻寬。相對於調頻廣播或電視伴音的16KHz頻寬,保真度上不得不作出犧牲。
  • 民用或軍用高頻話音服務使用短波用於船舶,飛機或孤立地點間的通訊。大多數情況下,都使用單邊帶技術,這樣相對於調幅技術可以節省一半的頻帶,並更有效地利用發射功率。
  • 陸地中繼無線電(Terrestial Trunked Radio, TETRA)是一種為軍隊、警察、急救等特殊部門設計的數字集群電話系統。


電話

  • 蜂巢式電話行動電話是當前最普遍應用的無線通信方式。蜂窩電話覆蓋區通常分為多個小區。每個小區由一個基站發射機覆蓋。理論上,小區的形狀為蜂窩狀六邊形,這也是蜂窩電話名稱的來源。當前廣泛使用的行動電話系統標準包括:GSMcdmaOneTDMA。運營商已經開始提供下一代的3G移動通信服務,其主導標準為CDMA2000UMTS
  • 衛星電話存在兩種形式:INMARSAT銥星系統。兩種系統都提供全球覆蓋服務。 INMARSAT使用地球同步衛星,需要定向的高增益天線。銥星則是低軌道衛星系統,直接使用手機天線


電視

  • 通常的模擬電視信號採用將圖像調幅,伴音調頻併合成在同一信號中傳播。
  • 數位電視採用MPEG-2圖像壓縮技術,由此大約僅需模擬電視信號一半的頻寬。


緊急服務


數據傳輸

  • 數字微波傳輸設備、衛星等通常採用正交幅度調製(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)。QAM調製方式同時利用信號的幅度和相位載入信息。這樣,可以在同樣的頻寬上傳遞更大的數據量。
  • IEEE 802.11是當前無線區域網(Wireless Local Area Network,WLAN)的標準。它採用2GHz或5GHz頻段,數據傳輸速率為11 Mbps或54 Mbps。
  • 藍芽(Blueteeth)是一種短距離無線通訊的技術。

辨識

  • 利用主動及被動無線電裝置可以辨識以及表明物體身分。(參見射頻識別

其它

  • 業餘無線電是無線電愛好者參與的無線電台通訊。業餘無線電台可以使用整個頻譜上很多開放的頻帶。愛好者使用不同形式的編碼方式和技術。有些後來商用的技術,比如調頻,單邊帶調幅,數字分組無線電和衛星信號轉發器,都是由業餘愛好者首先應用的。

導航

  • 所有的衛星導航系統都使用裝備了精確時鐘的衛星。導航衛星播發其位置和定時信息。接收機同時接受多顆導航衛星的信號。接收機通過測量電波的傳播時間得出它到各個衛星的距離,然後計算得出其精確位置。
  • Loran系統也使用無線電波的傳播時間進行定位,不過其發射台都位於陸地上。
  • VOR系統通常用於飛行定位。它使用兩台發射機,一台指向性發射機始終發射並象燈塔的射燈一樣按照固定的速率旋轉。當指向型發射機朝向北方時,另一全向發射機會發射脈衝。飛機可以接收兩個VOR台的信號,從而通過推算兩個波束的交點確定其位置。
  • 無線電定向是無線電導航的最早形式。無線電定向使用可移動的環形天線來尋找電台的方向。
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