《湖北省丹江口市高中物理 第十四章 電磁波 第三節(jié) 電磁波的發(fā)射和接收課件 新人教版選修34》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《湖北省丹江口市高中物理 第十四章 電磁波 第三節(jié) 電磁波的發(fā)射和接收課件 新人教版選修34（24頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、一一. . 無線電波無線電波: :無線電技術(shù)中使用的電磁波叫做無線電波無線電技術(shù)中使用的電磁波叫做無線電波二二. .無線電波的發(fā)射無線電波的發(fā)射1.有效發(fā)射無線電波的要求有效發(fā)射無線電波的要求:(1)要有足夠高的頻率要有足夠高的頻率. 頻率越高頻率越高,發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大(2)電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散到盡可能大的空間電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散到盡可能大的空間2.開放電路開放電路:3.調(diào)制調(diào)制:使各種電磁波隨信號(hào)而改變的過程叫使各種電磁波隨信號(hào)而改變的過程叫做調(diào)制做調(diào)制.調(diào)制有兩種方式調(diào)制有兩種方式(1)調(diào)幅調(diào)幅AM:使高頻振蕩的振幅隨信號(hào)而改變使高頻振蕩的振幅隨信號(hào)而改變(2)調(diào)頻調(diào)頻
2、FM:使高頻振蕩的頻率隨信號(hào)而改變使高頻振蕩的頻率隨信號(hào)而改變天天線線地地線線二二. .無線電波的接收無線電波的接收電諧振電諧振: :當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時(shí)波的頻率相同時(shí), ,接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)強(qiáng), ,這種現(xiàn)象叫做電諧振這種現(xiàn)象叫做電諧振調(diào)諧調(diào)諧: :使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做調(diào)諧使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做調(diào)諧調(diào)諧電路調(diào)諧電路: :能夠調(diào)諧的接收電路叫調(diào)諧電路能夠調(diào)諧的接收電路叫調(diào)諧電路三三. .電磁波的傳播電磁波的傳播1.1.地波地波: :2.2.天波天波: :3.3.直線傳播直線傳播:
3、:電視電視移動(dòng)電話移動(dòng)電話 雷達(dá)雷達(dá)(radar)(radar)原是原是“無線電探測(cè)與定位無線電探測(cè)與定位”的英文縮寫。雷達(dá)的的英文縮寫。雷達(dá)的基本任務(wù)是探測(cè)感興趣的目標(biāo)，測(cè)定有關(guān)目標(biāo)的距離、方問、基本任務(wù)是探測(cè)感興趣的目標(biāo)，測(cè)定有關(guān)目標(biāo)的距離、方問、速度等狀態(tài)參數(shù)。雷達(dá)主要由天線、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)（包括速度等狀態(tài)參數(shù)。雷達(dá)主要由天線、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)（包括信號(hào)處理機(jī)）和顯示器等部分組成。信號(hào)處理機(jī)）和顯示器等部分組成。 雷達(dá)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生足夠的電磁能量，經(jīng)過收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)傳送給雷達(dá)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生足夠的電磁能量，經(jīng)過收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)傳送給天線。天線將這些電磁能量輻射至大氣中，集中在某一個(gè)很天線。天線將這些電磁能
4、量輻射至大氣中，集中在某一個(gè)很窄的方向上形成波束，向前傳播。窄的方向上形成波束，向前傳播。 電磁波遇到波束內(nèi)的目標(biāo)后，將沿著各個(gè)方向產(chǎn)生反射，其電磁波遇到波束內(nèi)的目標(biāo)后，將沿著各個(gè)方向產(chǎn)生反射，其中的一部分電磁能量反射回雷達(dá)的方向，被雷達(dá)天線獲取。中的一部分電磁能量反射回雷達(dá)的方向，被雷達(dá)天線獲取。天線獲取的能量經(jīng)過收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)送到接收機(jī)，形成雷達(dá)的天線獲取的能量經(jīng)過收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)送到接收機(jī)，形成雷達(dá)的回波信號(hào)?；夭ㄐ盘?hào)。 雷雷達(dá)達(dá) 接收機(jī)放大微弱的回波信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)處理機(jī)處理，接收機(jī)放大微弱的回波信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)處理機(jī)處理，提取出包含在回波中的信息，送到顯示器，顯示出目提取出包含在回波中的信息，
5、送到顯示器，顯示出目標(biāo)的距離、方向、速度等。標(biāo)的距離、方向、速度等。 為了測(cè)定目標(biāo)的距離，雷達(dá)準(zhǔn)確測(cè)量從電磁波發(fā)射時(shí)為了測(cè)定目標(biāo)的距離，雷達(dá)準(zhǔn)確測(cè)量從電磁波發(fā)射時(shí)刻到接收到回波時(shí)刻的延遲時(shí)間，這個(gè)延遲時(shí)間是電刻到接收到回波時(shí)刻的延遲時(shí)間，這個(gè)延遲時(shí)間是電磁波從發(fā)射機(jī)到目標(biāo)，再由目標(biāo)返回雷達(dá)接收機(jī)的傳磁波從發(fā)射機(jī)到目標(biāo)，再由目標(biāo)返回雷達(dá)接收機(jī)的傳播時(shí)間。根據(jù)電磁波的傳播速度，可以確定目標(biāo)的距播時(shí)間。根據(jù)電磁波的傳播速度，可以確定目標(biāo)的距離為：離為：S=CT/2 其中其中S：目標(biāo)距離：目標(biāo)距離,T：電磁波從雷達(dá)到：電磁波從雷達(dá)到目標(biāo)的往返傳播時(shí)間目標(biāo)的往返傳播時(shí)間,C：光速：光速 雷達(dá)測(cè)定目標(biāo)的方
6、向是利用天線的方向性來實(shí)現(xiàn)的。雷達(dá)測(cè)定目標(biāo)的方向是利用天線的方向性來實(shí)現(xiàn)的。通過機(jī)械和電氣上的組合作用，雷達(dá)把天線的小事指通過機(jī)械和電氣上的組合作用，雷達(dá)把天線的小事指向雷達(dá)要探測(cè)的方向，一旦發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，雷達(dá)讀出些時(shí)向雷達(dá)要探測(cè)的方向，一旦發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，雷達(dá)讀出些時(shí)天線小事的指向角，就是目標(biāo)的方向角。兩坐標(biāo)雷達(dá)天線小事的指向角，就是目標(biāo)的方向角。兩坐標(biāo)雷達(dá)只能測(cè)定目標(biāo)的方位角，三坐標(biāo)雷達(dá)可以測(cè)定方位角只能測(cè)定目標(biāo)的方位角，三坐標(biāo)雷達(dá)可以測(cè)定方位角和俯仰角。和俯仰角。 測(cè)定目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度是雷達(dá)的一個(gè)重要功能，測(cè)定目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度是雷達(dá)的一個(gè)重要功能，雷雷達(dá)測(cè)速利用了物理學(xué)中的多普勒原理當(dāng)目標(biāo)和雷達(dá)測(cè)速利
7、用了物理學(xué)中的多普勒原理當(dāng)目標(biāo)和雷達(dá)之間存在著相對(duì)位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，目標(biāo)回波的頻率就達(dá)之間存在著相對(duì)位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，目標(biāo)回波的頻率就會(huì)發(fā)生改變，頻率的改變量稱為多普勒頻移，用于會(huì)發(fā)生改變，頻率的改變量稱為多普勒頻移，用于確定目標(biāo)的相對(duì)徑向速度，確定目標(biāo)的相對(duì)徑向速度， 根據(jù)波形來區(qū)分，雷達(dá)主要分為脈沖雷達(dá)和連續(xù)波根據(jù)波形來區(qū)分，雷達(dá)主要分為脈沖雷達(dá)和連續(xù)波雷達(dá)兩大類。當(dāng)前常用的雷達(dá)大多數(shù)是脈沖雷達(dá)。雷達(dá)兩大類。當(dāng)前常用的雷達(dá)大多數(shù)是脈沖雷達(dá)。常規(guī)脈沖雷達(dá)周期性地發(fā)射高頻脈沖。相關(guān)的參數(shù)常規(guī)脈沖雷達(dá)周期性地發(fā)射高頻脈沖。相關(guān)的參數(shù)為脈沖重復(fù)周期（脈沖重復(fù)頻率）、脈沖寬度以及為脈沖重復(fù)周期（脈沖重復(fù)頻率）、
8、脈沖寬度以及載波頻率。載波頻率是在一個(gè)脈沖內(nèi)信號(hào)的高頻振載波頻率。載波頻率是在一個(gè)脈沖內(nèi)信號(hào)的高頻振蕩頻率，也稱為雷達(dá)的工作頻率。蕩頻率，也稱為雷達(dá)的工作頻率。 雷達(dá)的用途廣泛，種類繁多，分類的方法也非常復(fù)雷達(dá)的用途廣泛，種類繁多，分類的方法也非常復(fù)雜。通常可以按照雷達(dá)的用途分類，如預(yù)警雷達(dá)、雜。通?？梢园凑绽走_(dá)的用途分類，如預(yù)警雷達(dá)、搜索警戒雷達(dá)、無線電測(cè)高雷達(dá)、氣象雷達(dá)、航管搜索警戒雷達(dá)、無線電測(cè)高雷達(dá)、氣象雷達(dá)、航管雷達(dá)、引導(dǎo)雷達(dá)、炮瞄雷達(dá)、雷達(dá)引信、戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視雷達(dá)、引導(dǎo)雷達(dá)、炮瞄雷達(dá)、雷達(dá)引信、戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視雷達(dá)、機(jī)載截?fù)衾走_(dá)、導(dǎo)航雷達(dá)以及防撞和敵我識(shí)雷達(dá)、機(jī)載截?fù)衾走_(dá)、導(dǎo)航雷達(dá)以及防撞和敵我
9、識(shí)別雷達(dá)等。別雷達(dá)等。 毫米波雷達(dá)毫米波雷達(dá) 工作在毫米波段的雷達(dá)稱為毫米波雷達(dá)。它具有天線工作在毫米波段的雷達(dá)稱為毫米波雷達(dá)。它具有天線波束窄、分辯率高、頻帶寬、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，同時(shí)波束窄、分辯率高、頻帶寬、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，同時(shí)它工作在目前隱身技術(shù)所能對(duì)抗的波段之外，因此它能探它工作在目前隱身技術(shù)所能對(duì)抗的波段之外，因此它能探測(cè)隱身目標(biāo)。毫米波雷達(dá)還具有能力，特別適用于防空、測(cè)隱身目標(biāo)。毫米波雷達(dá)還具有能力，特別適用于防空、地面作戰(zhàn)和靈巧武器，已獲得了各國的調(diào)試重視。例如，地面作戰(zhàn)和靈巧武器，已獲得了各國的調(diào)試重視。例如，美國的美國的“愛國者愛國者”防空導(dǎo)彈已安裝了毫米波雷達(dá)導(dǎo)引頭，
10、防空導(dǎo)彈已安裝了毫米波雷達(dá)導(dǎo)引頭，目前正在研制更先進(jìn)的毫米波導(dǎo)引頭；俄羅斯已擁有連續(xù)目前正在研制更先進(jìn)的毫米波導(dǎo)引頭；俄羅斯已擁有連續(xù)波輸出功率為波輸出功率為1010千瓦的毫米波雷達(dá)；英、法等國家的一些千瓦的毫米波雷達(dá)；英、法等國家的一些防空系統(tǒng)也都將采用毫米波雷達(dá)。防空系統(tǒng)也都將采用毫米波雷達(dá)。 激光雷達(dá)激光雷達(dá) 工作在紅外和可見光波段的雷達(dá)稱為激光雷達(dá)。工作在紅外和可見光波段的雷達(dá)稱為激光雷達(dá)。它由激光發(fā)射機(jī)、光學(xué)接收機(jī)、轉(zhuǎn)臺(tái)和信息處理系統(tǒng)它由激光發(fā)射機(jī)、光學(xué)接收機(jī)、轉(zhuǎn)臺(tái)和信息處理系統(tǒng)等組成，激光器將電脈沖變成光脈沖發(fā)射出去，光接等組成，激光器將電脈沖變成光脈沖發(fā)射出去，光接收機(jī)再把從目標(biāo)
11、反射回來的光脈沖還原成電脈沖，送收機(jī)再把從目標(biāo)反射回來的光脈沖還原成電脈沖，送到顯示器。隱身兵器通常是針對(duì)微波雷達(dá)的，因此激到顯示器。隱身兵器通常是針對(duì)微波雷達(dá)的，因此激光雷達(dá)很容易光雷達(dá)很容易“看穿看穿”隱身目標(biāo)所玩的隱身目標(biāo)所玩的“把戲把戲”；再；再加上激光雷達(dá)波束窄、定向性好、測(cè)量精度高、分辨加上激光雷達(dá)波束窄、定向性好、測(cè)量精度高、分辨率高，因而它能有效地探測(cè)隱身目標(biāo)。激光雷達(dá)在軍率高，因而它能有效地探測(cè)隱身目標(biāo)。激光雷達(dá)在軍事上主要用于靶場(chǎng)測(cè)量、空間目標(biāo)交會(huì)測(cè)量、目標(biāo)精事上主要用于靶場(chǎng)測(cè)量、空間目標(biāo)交會(huì)測(cè)量、目標(biāo)精密跟蹤和瞄準(zhǔn)、目標(biāo)成像識(shí)別、導(dǎo)航、精確制導(dǎo)、綜密跟蹤和瞄準(zhǔn)、目標(biāo)成像識(shí)
12、別、導(dǎo)航、精確制導(dǎo)、綜合火控、直升機(jī)防撞、化學(xué)戰(zhàn)劑監(jiān)測(cè)、局部風(fēng)場(chǎng)測(cè)量、合火控、直升機(jī)防撞、化學(xué)戰(zhàn)劑監(jiān)測(cè)、局部風(fēng)場(chǎng)測(cè)量、水下目標(biāo)探測(cè)等。美國國防部正在開發(fā)用于目標(biāo)探測(cè)水下目標(biāo)探測(cè)等。美國國防部正在開發(fā)用于目標(biāo)探測(cè)和識(shí)別的激光雷達(dá)技術(shù)，已進(jìn)行了前視下視激光雷和識(shí)別的激光雷達(dá)技術(shù)，已進(jìn)行了前視下視激光雷達(dá)的試驗(yàn)，主要探測(cè)偽裝樹叢中的目標(biāo)。法國和德國達(dá)的試驗(yàn)，主要探測(cè)偽裝樹叢中的目標(biāo)。法國和德國正在積極進(jìn)行使用激光雷達(dá)探測(cè)和識(shí)別直升機(jī)的聯(lián)合正在積極進(jìn)行使用激光雷達(dá)探測(cè)和識(shí)別直升機(jī)的聯(lián)合研究工作。研究工作。 雷達(dá)基本組成及各個(gè)部分作用雷達(dá)基本組成及各個(gè)部分作用從外觀組件從外觀組件 簡(jiǎn)述簡(jiǎn)述 上分上分：
13、四部件四部件 三部件三部件 二部件二部件收發(fā)機(jī)收發(fā)機(jī)顯示器顯示器1 1、 組成框圖組成框圖 原理組成原理組成七部分七部分 2 2、各部分作用、各部分作用1 1）觸發(fā)電路觸發(fā)電路（Trigger) (Trigger) (又稱定時(shí)電路，或稱定時(shí)器）又稱定時(shí)電路，或稱定時(shí)器） 每隔一定時(shí)間（每隔一定時(shí)間（T T）產(chǎn)生一觸發(fā)脈沖（定時(shí)脈沖）產(chǎn)生一觸發(fā)脈沖（定時(shí)脈沖） 它是雷達(dá)整機(jī)的它是雷達(dá)整機(jī)的定時(shí)系統(tǒng)定時(shí)系統(tǒng)。 T-T-脈沖重復(fù)周期脈沖重復(fù)周期2 2）發(fā)射機(jī)）發(fā)射機(jī)（Transmitter)Transmitter) 在觸發(fā)脈沖的作用下，產(chǎn)生一定寬度（在觸發(fā)脈沖的作用下，產(chǎn)生一定寬度（）一定幅度足夠）
14、一定幅度足夠 功率的發(fā)射脈沖（射頻脈沖）。功率的發(fā)射脈沖（射頻脈沖）。3 3）天線部件天線部件( (Scanner,Antena,AerialScanner,Antena,Aerial) ) 收發(fā)信號(hào)收發(fā)信號(hào) 把天線角位置和船首信號(hào)送往顯示器。把天線角位置和船首信號(hào)送往顯示器。 天線特點(diǎn)：天線特點(diǎn)：1 1）收發(fā)共用；）收發(fā)共用； 2 2）高度定向性。）高度定向性。 4 4）接收機(jī)接收機(jī)(Receiver)(Receiver) 把微弱的信號(hào)進(jìn)行變頻，放大，檢波成視頻信號(hào)，把微弱的信號(hào)進(jìn)行變頻，放大，檢波成視頻信號(hào)，送往顯示器。送往顯示器。5 5）收發(fā)開關(guān)收發(fā)開關(guān)(T-R switch,T-R c
15、ell)(T-R switch,T-R cell) 收發(fā)轉(zhuǎn)換收發(fā)轉(zhuǎn)換6 6）顯示器顯示器(Display,Indicator)(Display,Indicator) (1) (1)把接收機(jī)送來的視頻脈沖進(jìn)行放大，處理，顯示。把接收機(jī)送來的視頻脈沖進(jìn)行放大，處理，顯示。 （2 2）產(chǎn)生掃描及各種標(biāo)志信號(hào)，完成對(duì)目標(biāo)的測(cè)量。）產(chǎn)生掃描及各種標(biāo)志信號(hào)，完成對(duì)目標(biāo)的測(cè)量。7 7）電源電源 (Power Supply)(Power Supply) 把船電變換成一定頻率及功率的要求，供各分機(jī)用把船電變換成一定頻率及功率的要求，供各分機(jī)用電。電。 三、工作波形三、工作波形 工作波形工作波形 本章重點(diǎn)：本章重點(diǎn)： 測(cè)距測(cè)向原理。測(cè)距測(cè)向原理。 組成框圖及各部分工作。組成框圖及各部分工作。 本章難點(diǎn)：本章難點(diǎn)：測(cè)向原理測(cè)向原理 作業(yè)作業(yè)：P3P3：1 1，4 4
湖北省丹江口市高中物理 第十四章 電磁波 第三節(jié) 電磁波的發(fā)射和接收課件 新人教版選修34
