在無線電通信中,信號是怎樣被髮射與接收的?

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無線電通信中信號發射與接收的原理是個老問題,今天被再次提出,下面簡要回答不知能否讓你容易理解。

電學常識表明,直流電無法流過電容器,但交流電卻可以流過。直流電流不過去的原因在於,直流電無法穿過夾在電容器兩電極之間的絕緣介質;而交流電則通過在絕緣介質中形成交變電場的方式流過去。圖1是證明交流電能夠通過電容器的小實驗。電容器介質材料,可以是空氣、真空、固體、液體,總之只要是絕緣體都可以使用;只不過電容器的電容量,在兩電極相對面積相同的情況下,會隨著介質的厚度與介質材料種類的不同而不同。在電容器電容量相同的情況下,頻率越高的交流電,或者說交變電場變化越快的交流電,越容易流過電容器。

如果將以空氣為介質的電容器的兩個電極拉開,使它們距離越來越遠,雖然它的電容量會變小,但它作為空氣電容器的功能卻不會改變,其中間的空氣介質內仍然會產生能夠讓交變電流通過的交變電場。即使將空氣電容器的電極繼續拉開,一個電極被拉成了天線,另一個電極接地變成了地線,在兩電極之間仍然可以產生交變電場。如果將加在這個已經變態的空氣介質電容器的兩電極(即天線和地線)上的不是普通的正弦波交流電,而是承載有無線電通信的聲音、圖像、數字信息信號變化的交流電,那麼在空氣中就會產生承載有無線電通信的聲音、圖像、數字信息信號變化的交變電場。這就是無線電通信發射的簡單原理。

另外,初中物理課曾經介紹過音叉共振共鳴的實驗。當一個音叉接收到來自遠處的另一個自諧振頻率相同的音叉振動產生的聲音(振動)時,該音叉也會跟著振動和發出相同的聲音。這種現象叫作共振(聲學領域的共振現象也可以稱為共鳴)。圖2是中學課本中的音叉共振共鳴實驗。類似的現象,類似的共振,在無線電通信領域,在電子學領域也存在。如果在上述存在有無線電通信發射的交變電場的空間中,另有一個以天線和地線為兩電極的誇張電容器,並在其兩電極之間連接上一個自諧振頻率與上述無線電通信發射的頻率相同的諧振電路,那麼在這個諧振電路中就會產生與發射天線、地線中相同的交流電的共振,而且因諧振而產生的這種交電流電中也載有發射電路中所載有的聲音、圖像、數字信息信號。這就完成了無線電通信信號的接收。




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