问答题

阅读下列说明,回答问题1至问题4,将解答填入对应栏内

 【问题1】 在(1)~(9)中填写恰当内容(将填入的字句填写在相应位置无线通信使用的电磁波按照频率划分为数个频段,对应的根据波长划分,其中,频率范围为30GHz~300GHz的电磁波的波段名称为(1)波。电磁波在空间传播时会产生各种传播模式。无线电通信中主要的电磁波传播模式有地表波、天波和空间波。(2)是利用电离层的折射、反射和散射进行传播的电波传播模(3)是指在大气对流层中进行传播的电波传播模式。为了估算无线信道中(4)中值,可将地形分为两大类,即中等起伏地形和(5)地形。天线是一种变换器,将传输线上传播的导行波,变换为在(6)中传播的电磁波或者进行相反的变换。天线是无源器件,由于损耗的存在,发射天线所幅射的功率通常比发射机进的功率要(7)。馈线通常是指连接发信机与发信天线、收信机与收信天线的传输线,馈线传送(8)信号,馈线有长线和短线之分,长线和短线都是相对于电磁波(9)而言的。 

【问题2】 判断下列说法的正误(填写在对应栏内,正确的选项填写√,错误的写× 

(1)慢衰落产生的主要原因是阴影效应和大气折射。( ) 

(2)天线的增益是指天线的发射功率与输入到天线功率的比值。( ) 

(3)为了实现各种不同的覆盖要求,可以制作各种有方向性的天线。天线方向性的强弱可由方向性角来描述,天线的方向性角越小,天线的方向性越弱。( ) 

(4)对于均匀无损耗传输线,当传输线的负载阻抗等于特性阻时,传输线上只有入射波,没有反射波,入射功率全部被负载吸收,这时工作状态为行波状态。( ) 

(5)天线与馈线的阻抗不匹配或天线与发信机的阻抗不匹配,能量就会反射折回形成驻波( ) 

【问题3】 列可选项中选择最合适的一项(将其前面的字母代号填写在对应的位置) 

(1)在理想空间传播的波长为0.1m的电磁波,其频率为( )。 

A.30MHz 

B.300MHz 

C.3GHz 

D.30GHz 

(2)电磁波在空同中的传播机制有多种,当电磁波在传播过程中遇到棱角分明,形状不规则的障物时,会产生( )现象。 

A.直射 

B.反射 

C.折射 

D.绕射 

(3)在无线信道中,影响通信系统性能的主要特征是( ) 

A.多径衰落 

B.阴影衰落 

C.远近效应 

D.多普勒效应 

(4)自由空间的传播损耗与收发两之间的距离和无线信号的工作频率有关。如果电波在自由空间的传播衰耗为100dB,通信距离增大一倍时将会使自由空间的传播损耗变为( )dB 

A.94 

B.97 

C.103 

D.106 

(5)在移动通信系统中,一般采用频率复用技提高频谱效率,若提高频率复用的距离,则可以减小( )干扰。 

A.交调 

B.同频 

C.邻频 

D.互调 

【问题4】无线收发信机是实现无线电信号发射和接收的通信设备。无线接收机组成如图1所示,请说明图1中选频电路、解调和基带电路3个功能模块的作用

【正确答案】

【问题1】 (1)毫米波 (2)天波 (3)空间波 (4)信号强度(或者传播损耗) (5)不规则地形 (6)无界媒介(或自由空间) (7)小 (8)射频 (9)波长

【问题2】 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√

【问题3】 (1)C (2)D (3)A(4)D (5)B 

【问题4】 解调:将基带信号从载波上解调下来,其解调方法与发端的调制方法对应 选频电路:将感应到的无线电信号调谐到欲接收的频道上。 基带电路:实现与发端基带处理电路相反的变换,以恢复基带信号的原始表达形式,发送给信宿。

【答案解析】

 【问题1】

 (1)本小题是对无线电的频段划分的考查极高频它的频率范围是30 GHz-300GHz,波段名称毫米波,波长范围1mm-10m。 

(2)本小题是对无线电波的传播特性的考查。电波在空间传播时会产生各种传播模式。无线电通信中主要的电波传播模式有地表波、天波和空间波 3种;地表波是指沿地球表面传播的电波传播模式;天波是利用电离层的折射、反射和散射作用进行传播的电波传播模式;空间波是指在大气对流层中进行传播的电波传播模式;

 (3)本小题是对无线信道的传播损耗的考查。为了计算无线信道中信号的强度中值或(传播损耗中值),将地形分为了两大类,中等起伏地形和不规则地形,并以中等起伏地形作为传播基准。在计算各种地形、地物上的传播损耗时,均以中等起伏地上市区的损耗中值或场强中值作为基准,称为基准中值或基本中值。 

(4)本小题是对天线的作用的考查。天线是一种变换器,将传输线上传播的导行波,变换为在无媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波或者进行相反的变换。天线仅转化信号,但是不能放大信号天线是无源器件,发射机进入天线的功率大于天线辐射出去的功率,存在损耗。天线是互易的,同一天线可做发射天线,也可以做接收天线,发射和接收的参数都是一样的。

 (5)本小题是对馈线基础知识的考查在无线通信系统中连接发信机与发信天线、收信机与收信天线的传输线通常称为馈线,馈线传送射频信号,馈线有长线和短线之分,长线和短线都是相对于电磁波的波长而言的。馈线尺寸与电磁波波长可相比拟,这种传输线称为从长线,反之称为短线。

 【问题2】 

(1)本小题考查电磁波的衰落特性衰落使接收信号电平缓慢起伏称为慢衰落,衰落使信号电平快速起伏,称为快衰落。慢衰落产生的主要原因是阴影效应和大气折射。快衰落又称瑞利衰落,多径效应和多普勒效应是其产生主因; 

(2)本小题是对天线增益的考查。天线增益是指天线最强辐射方向的天线辐射方向图强度与参考天线强度之比。天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力。相同条件下,增益越大,电波向正前方传播的距离越远。本题错误 

(3)本小题是对天线的方向性的考查为了实现各种不同的覆盖要求,可以制作各种有方向性的天线。天线方向性的强弱可由方向性角来描述,有方向性天线发射,其电磁场强度在偏离最大辐射方向会逐渐减小,定义场强减小到最大值的一半处的偏离角度为天线的方向性角。天线的方向性角越小,天线的方向性越强。本小题错误 

(4)本小题是对馈线的工作状态的考查。馈线有三种工作状态:行波状态、驻波状态、行驻波状态。行波状态:对于均匀无损耗传输线,当传输线的负载阻抗等于特性阻时,传输线上只有入射波,没有反射波,入射功率全部被负载吸收,这时工作状态为行波状态。驻波状态:线上发生全反射,这时负载不消耗能量,把它全部反射回去。驻波工作状态也称为传输线工作完全失配状态。行驻波状态:当负载为复阻抗时,反射波和入射波波幅不等,传输线呈现部分反射的状态。

 (5)本小题是对驻波的基本概念进行的考查。天线与馈线的阻抗不匹配或天线与发信机的阻抗不匹配,能量就会反射折回。即在馈线上既有入射波也有反射波,形成了“驻波”。

 【问题3】 

(1)本小题是对电磁波的波长和频率之间的关系的考查。自由空间中电磁波波长和频率成反比,λ=c/f,λ是波长,单位是m;f是频率,单位是Hz,c是自由空间中电磁波的传播速度,单位是m/s。本题选C 

(2)本小题是对无线电波的传播特性的考查。电磁波在空中传播有多种机制,包括直射、反射、折射、绕射、散射。直射传播:又称视距传播,是指视距范围内无遮挡的传播。反射传播:当电磁波在传播路径中遇到某个物理表面,而且尺寸远大于电磁波自身波长时,就会反生反射现象,通常发生在水面、地面处。折射传播:发生在两种介质交界处,折射波进入到另外一种介质中。是由于电磁波在两种不同物质中的传播速度不同,会在两种介质的交界处传播方向发生改变。绕射传播:电磁波在空同中的传播机制有多种,当电磁波在传播过程中遇到棱角分明,形状不规则的障物时,会产生绕射现象。散射传播:电磁波在遇到不均匀介质的时候(通常指的视物理尺寸比电磁波波长要小的物体),电磁波会像四面散开来的现象。本题选D 

(3)本题是对移动通信系统中的电波传播的考查移动通信系统,由于无线信道的复杂,信号传输过程中会发生折射、反射、绕射等现象。由于传播路径的不同,故在接收天线处产生相互干涉,使信号电平急剧变化,这种现象称为多径效应,多径效应所产生的的衰落,称为多径衰落。多径衰落是影响通信系统性能的主要原因。本题选A 

(4)本小题是对电波在自由空间传播的特性的考查。在自由空间中,电波能量以球面波形式向空间扩散,总能量不变,但因扩展而造成衰减;自由空间传播损耗关系式:L_f=32.45+20 log f+20 log d,其中:d和f的单位分别为:km和MHz;当传播距离增加一倍,或者信号的工作频率增加一倍时,都会使自由空间的传播损耗增加6dB。

 (5)本小题是对无线电通信中几种常见的干扰的考查。无线电通信中几种常见的干扰主要包括:交调干扰、互调干扰、邻道干扰、同频干扰、镜像干扰。抑制干扰的措施1.交调干扰:提高前端电路的选择性,降低混频器的Un值,选择合适的器件和合适的工作状态。2.互调干扰:合理分配频率资源,发射机与发射机之间拉开距离。3.邻道干扰:加大领道保护间隔,减小发信机边带扩展,提高接收机的选择性。4.同频干扰:采用频率再用技术,提高频谱效率的系统,提高频率再用的距离。5.镜像干扰:提高中频频率或提高高放电路的Q值。本题选B 

【问题4】本题是对无线收发信机的组成及各部件的功能的考查。