在无线电通信中,信号是怎样被发射与接收的?

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无线电通信中信号发射与接收的原理是个老问题,今天被再次提出,下面简要回答不知能否让你容易理解。

电学常识表明,直流电无法流过电容器,但交流电却可以流过。直流电流不过去的原因在于,直流电无法穿过夹在电容器两电极之间的绝缘介质;而交流电则通过在绝缘介质中形成交变电场的方式流过去。图1是证明交流电能够通过电容器的小实验。电容器介质材料,可以是空气、真空、固体、液体,总之只要是绝缘体都可以使用;只不过电容器的电容量,在两电极相对面积相同的情况下,会随着介质的厚度与介质材料种类的不同而不同。在电容器电容量相同的情况下,频率越高的交流电,或者说交变电场变化越快的交流电,越容易流过电容器。

如果将以空气为介质的电容器的两个电极拉开,使它们距离越来越远,虽然它的电容量会变小,但它作为空气电容器的功能却不会改变,其中间的空气介质内仍然会产生能够让交变电流通过的交变电场。即使将空气电容器的电极继续拉开,一个电极被拉成了天线,另一个电极接地变成了地线,在两电极之间仍然可以产生交变电场。如果将加在这个已经变态的空气介质电容器的两电极(即天线和地线)上的不是普通的正弦波交流电,而是承载有无线电通信的声音、图像、数字信息信号变化的交流电,那么在空气中就会产生承载有无线电通信的声音、图像、数字信息信号变化的交变电场。这就是无线电通信发射的简单原理。

另外,初中物理课曾经介绍过音叉共振共鸣的实验。当一个音叉接收到来自远处的另一个自谐振频率相同的音叉振动产生的声音(振动)时,该音叉也会跟着振动和发出相同的声音。这种现象叫作共振(声学领域的共振现象也可以称为共鸣)。图2是中学课本中的音叉共振共鸣实验。类似的现象,类似的共振,在无线电通信领域,在电子学领域也存在。如果在上述存在有无线电通信发射的交变电场的空间中,另有一个以天线和地线为两电极的夸张电容器,并在其两电极之间连接上一个自谐振频率与上述无线电通信发射的频率相同的谐振电路,那么在这个谐振电路中就会产生与发射天线、地线中相同的交流电的共振,而且因谐振而产生的这种交电流电中也载有发射电路中所载有的声音、图像、数字信息信号。这就完成了无线电通信信号的接收。




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