无线电测向技术的发展和应用(一)
无线电测向技术的发展和应用
无线电测向技术的发展和应用
作者：佚名 文章来源：不详 点击数：46 更新时间：2009-10-22
早期无线电通信中，天线发射的电磁波传向四面八方。而朝通信方向以外辐射的电磁波都“浪费”掉了。为了节省电台功率，保证预定方向通信可靠，人们致力于研究电磁波的定向发射和定向接收。其中关键部分便是定向天线的研制。定向接收天线的研制和应用，为天线电测向奠定了基础，因为知道了电台所在的方向。正像新到一个城市，看过几个电视接收天线的指向后也就大致知道了该市电视台的方向一样。
20世纪初，无线电测向的主要设备——无线电测向仪投入使用，限于当时设备的体积和重量，还只能用于航海。二次世界大战中，德国研制成功小型测向仪装上飞机，利用伦敦广播电台的广播导航，完成了对伦敦的轰炸。战争中，交战双方竞相研制和改进机载测向设备，大大推进了测向技术的发展。近些年来，较为先进的助航仪器，如罗兰、奥米伽、雷达大量使用，它们同测向仪相比，具有操作简便、定位精度高的优点，逐渐在许多方面替代了测向设备。但是无线电测向仪也具有自己的优点：第一，结构简单，造价较低，工作可靠。第二，对发射电台没有特殊的要求。第三，到目前为止仍然是唯一能测定无线电发射台方向的一种设备。基于上述优点，无线电测向仪在目前仍得到普遍的重视，继续发挥着它无可替代的作用。
在航海中，航海规范及有关国际公约中规定1600总吨以上的海船必须安装测向仪。因为在海上遇险 救助中，测向仪有重要意义。各个拥有海岸线的国家都要在沿海专设监测台站。这些监测台站在接收到遇难者发出的紧急呼救信号“SOS”后，都有义务测定遇难者
无线电测向技术的发展和应用(二)
无线电的应用及发展论述
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无线电的应用及发展论述
作者：秦友华
来源：《城市建设理论研究》2013年第18期
摘要：随着无线电技术的不断发展，无线电技术已被广泛地应用到各行各业中，尤其是广播电视工程中的应用就更是频繁了，但在无线电技术工程发展的同时，其管理出现了诸多问题，如信号干扰问题、非法占有频段等问题，本文就无线电管理科学与技术工程进行了简单地分析与讨论。
关键词：无线电； 管理科学； 技术工程 ；
中图分类号： G876 文献标识码： A 文章编号：
无线电技术对人类文明的发展起到了重要的推动作用，正是借助无线电技术的帮助我们实现了收发电报、无线电视信号的传播和手机通信等。随着信息化时代的到来，无线电技术的发展进入了一个新的时代。
1.无线电技术发展介绍 1.1无线电的概念 无线电是相对有线电而言的，无线电出现以前信号的传输需借助于导线。无线电是指通过电磁波在自由空间的传输而实现信号传输的过程，其原理是利用电流强弱变化与电磁波的产生之间的关系，从而达到传递信息的目的。
无线电技术作为无线管理科学的基础手段与必要手段，近些年，其技术工程发展比较迅速，无线电频率已走向了民用及为经济社会发展的服务道路。像我们日常所熟知无线电广播、无线电视等都广泛的应用了无线电技术，而且其管理规则正逐步地与国际相接轨，但是在无线电技术工程的建设当中也出现了一些问题，这为无线电管理的科学化提出了更高的要求。
1.2无线电技术的发展历史
1.2.1 无线电技术在国外的发展历史 无线电技术产生于19世纪中后期，其理论基础是英国物理学家麦克斯韦创立的电磁学。后来，德国物理学家赫兹证实无线电波传输具有波传输的所有特性。1909年，意大利发明家马可尼对无线电技术进行改进发明了无线电报。二战结束后，随着新科技革命的到来，卫星、计算机等一大批先进技术发明的不断出现，使无线电在通信技术上的应用更为普遍，实现了由模拟传输方式向数字传输方式、固定使用方式向移动使用方式的转变，大大带动了通信技术的发展。
1.2.2 无线电技术在国内的发展历史
19世纪末期，当时清朝正处于西方列强入侵的半殖民半封建状态，无线电技术的发展十分落后，但其开始应用的时间几乎与世界同步。如1895年马可尼首次实现了无线电通信，1899年两广总督就在其管辖的要塞安装了无线电机。到了民国时期，无线电技术虽然得到一
无线电测向技术的发展和应用(三)
无线电技术的应用及安全
无线电通信技术的应用及安全
引言：
德国人赫兹发现了无线电波以及随后意大利人马可尼发明无线电报之后，无线电通信技术经过一个多世纪的发展，取得了惊人的成果。无线电技术在不断成熟和发展的同时，其应用领域也不断拓宽，应用价值逐步显现无线电技术对人类文明的民展起到了重要的推动作用， 正是借助无线电技术的帮助，我们实现了收发电报、无线电信号的传播和手机通信等。随着信息化时代的到来，无线电技术的发展进入了一个新的时代。
一、无线电技术的发展历史
1 、无线电在国外的发展历史
无线电技术产生于19世界中后期，其理念基础是英国物理学家麦克斯韦创立的电磁学。后来，德国物理学家赫兹证实无线电波传输具有波传输的所有特性。意大利发明家马可尼对无线电技术进行改进发明了电报。二战结束后，随着新苦命的到来 ，卫星、计算机等一大批先进技术发明的不断出现，使无线电在通信反唇相讥的应用更为普遍，实现了由模拟传输方式向、固定使用方式向移动使用方式的转变，大大带动了通信技术的发展。
2、无线电技术在国内的发展历史
19世界末期，当时清朝正牌西方列强入侵的半殖民半封建状态，无线电技术的发展十分落后，但其开始应用的时间几乎与世界同步。如1895年马可尼首次实现了无线电通信，1899年两和广总督就在其管辖的要塞安装了无线电机。到了民国时期，无线电技术虽然得到了一定程度的发展，但发展水平仍受制于西方发达国家，新中国成立后，我国无线电技术得到了快速发展，主要表现在与世界先进水平的差距迅速缩小，甚至在某些领域已走在了世界的前列。
二、无线电技术的应用
1、气象雷达
随着无线通信技术不断发展，人们发现无线电波在大气传播过程中折射、吸收、散射现象与大气状、云雨系、天气变化密切相关，于是电波干扰逐步被用于大气探测研究，基于无线电技术的气象学研究衍生出大气物理学与无线电物理学的交叉学科——无线气象学，其主要研究大气对电波传播的影响，并利用无线电波探测大状况和天气现象。
所谓天电，就是大气中放电进程所引起的脉冲型电磁辐射。早在上世纪二十年代，许多欧洲科学家就开始在广谱范围内对天电进行测M，并发现闪电、雷暴、尘暴中都存在天电现象；四十年代，雷达技术被引入气象研究领域，无线电波与大气特性的关系研究得以开展；六十年代末，人们利用大气微波辐射特性从地面和气象卫星上进行大气遥感，大大丰富了无线电技术在气象探测方面的应用；九十年代以后，基于卫星，飞机，气球、火箭各类地面平台的探测技术迅猛发展，形成了从地面到太空、从大气物理到大气化学等立体、综合、连续的时空监测。
根据无线电传播原理，电波在空气中传播时会受到诸多因素的影响；大气折射率不均匀对电波传播方向产生影响；大气中氧和水汽对某些微波波段的吸收会造成能量衰减；云和降水粒子对微波的吸收和散射亦会造成能量衰减„„而根据大气和云、雨、湍流等对无线电波的吸收、散射、折射原理、人们可以利用微波大气遥感装备来探测大气的温度、湿度、云雨等要素分布和大气湍流状况，从而分析天气变化的气象雷达因此应运而生 。气象雷达【无线电测向技术的发展和应用】
雷达的英文“Radar”是“Radio Detection and Ranging”的缩写，意为“无线电探测和测距”。确切地说，就是用无线电方法发现并测定空间目标的位置。气象雷达是指专门用于
大气探测的雷达，属于主动式微波大气遥感设备，是气象部门用于警戒和预报台风、暴雨、龙卷风等天气的主要探测工具之一。
气象雷达技术的发展答题可以分三个阶段，第一阶段从上世纪四十年代末到六十年代，雷达从军用目的转为探测气象目标，并采用多普勒技术；第二阶段从七十年代到八十年代，主要特征是集成电路化、信息数字化、控制自动化；第三阶段从九十年代开始，美国开始全国业务布网，其WSR-88D型全相参脉冲多普勒天气雷达是气象雷达发展第三阶段中最有代表性的技术。
WSR-88D除了能获取回波强度、怪向风速和谱宽等信息，在460km范围能对强风暴进行有效检测，在230km范围内能定Ift估计降水强度并提供飚线、阵风、龙卷涡旋、中尺度气旋、下击暴流等信息，还具有一定的晴空探测能力。【无线电测向技术的发展和应用】
我国从上世纪六十年代末开始研制使用天气雷达，先后定型的天气雷达主要有711、713、714等系列；上海市气象局于1997年从美国成功引进了WSR-88D型天气雷达。在积极借鉴和吸收国外先进技术的基础上，国内气象雷达监测网。雷达组网数据的使用为开展短时天气预报服务、提高气象防灾减灾服务效益作出了巨大贡献。近年来，雷达双偏振化、便携移动化、发射机固态化、发射天线相控阵化等成为气象雷达发展的主要趋势。
气象雷达使用的无线电频率和波长范围很宽，波长覆盖从1cm到奖金10m，按照频率被划分为不同波段，以便是雷达的主要功能。气象雷达常用的波段主要包括K波段（波长0.75~2.4cm）、X波段（波长2.4~3.75cm）、C波段（波长3.75~7.5cm、S波段（波长（7.5cm~15cm）和L波段（波长15cm~30cm）,特高频UHF和甚高频VHF雷达的波长范围分别为10cm~1m和1m~10m。雷达根据所要探测的大气目标尺度打下而选择不同工作波长，从而提高探测性能，再把云、雨粒子对无线点播的散射和吸收效应结合起来考虑。各种波段探测有一定的适用范围：K波段雷达常用来探测各种不产生降水的云，X、C、S波段雷达用于探测降水，其中S波段由于雨衰最小，所以最适用于探测暴雨、冰雹等强对流天气。人们用高灵敏度的超高频和甚高频雷达来探测对流层一平流层一中层大气的晴空流场。
常规气象雷达主要由发射机、接收机、天线伺服系统、数据处理系统、显示系统和通信系统等部分组成。雷达通过方向性很强的天线以一定的重复频率向空间发射脉冲无线电波，在传播过程中和大气发生各种相互作用，然后接受被散射回来的回波脉冲。
通过回波信号，人们不仅可以确定探测目标的空间位置、形状、尺度、移动和发展编号等宏观特性，还可以根据信号的振幅、香味、频率、偏振度等参数来确定目标物的各种物理特性，如降水强度、降水粒子谱、云中含水域、风场、大气湍流、云和降水粒子相态以及闪电等。
此外，人们还可以利用“对流层大气温度和湿度随高度变化，引起折射率随高度变化的”规律，由探测所得的对流层温度湿度的铅直分布求出折射率的铅直梯度，野可以根据雷达探测距离的异常现象（如超折射现象）推断大气温度和湿度的层结，根据奇异回波判断出飞机、候鸟群、昆虫群和锋利发电设备等非气象目标。目前，我国气象部门主要使用五类气象雷达：
天气雷达，也称为探雨雷达，多为脉冲雷达，主要是用于对降水系统的发生、发展和移动进行监测的雷达。
测云雷达，也称为毫米波雷达，是用来探测未形成降水的云层的雷达，包括云层高度、厚度以及云内物理特性。
测风雷达，如上文提及的地面高空测风雷达，用来探测高空不同大气层的水平风向、风速以及气压、温度、湿度等气象要素。
调频连续波雷达，具有极高的距离分频率和灵敏度，主要用来测定边界层晴空大气的波段、风和湍流。
甚高频和超高频多普勒雷达，利用对流层、平流层大气折射率的不均匀结构和中层大气
自由电子对电磁波散射，探测1~100公里高度晴空大气中的水平风廓线、铅直气流廓线、大气湍流参数、大气稳定层结和大气波动等，主要目的是为了获取大气风廓线信息，也成为风廓线雷达。因其中包含了中间层（M）、平流层（S）和对流层（T），因此也叫做MST雷达。
除此之外，气象部门还使用声雷达、激光雷达、地波雷达等进行大气物理、大气化学和海洋气象方面的探测
蓝牙技术
蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，是以低成本，短距离 无线通信为基础，为固定与移动设备的通信环境提供特别的连接的通信技术。蓝牙的本质是一种无线电空中接口与极其 API 的通用标准，令无线网络与计算机更好的整合，让各种的厂家的便携式设备在没有有线连接的情况下也能在短距离范围内具有相互通信操作的功能。蓝牙技术在 1994 年由爱立信公司研发，1998 年 NOKIA，IBM，东芝，英特尔以及 Ericsson 组成的一个蓝牙协议小组，小组的目标是建立一个全球性短距离通信规范，即是现在 Bluetooth 蓝牙。蓝牙协议的标准版本为 802.15.1，由 Bluetooth SIG 负责制定。最初的版本为蓝牙 1.1，当时已经应用到很多蓝牙设备中。目前蓝牙规范小组的会员已经超过 2500 家，基本上覆盖了所有领域，如软件，网络，外设，芯片等各种厂商，甚至汽车行业和家居电器行业也都加入了蓝牙 SIG。国内对蓝牙的研究还相对不太成熟，很多企业并没有大范围的利用开发蓝牙技术。随着蓝牙技术越来越成熟 （目前已经有超过 600 多种产品与服务获得了 SIG 的认证）我国也显示巨大的潜在应用前景。随着移动电话的爆发式增长，便携式设备的普及，移动终端将是真正的面个用户网络接入点。虽然业界一度对蓝牙持怀疑的态度，但是做为一种前景光明的通信技术，蓝牙仍以飞速的速度向前发展，毋庸置疑蓝牙将在未来渗透到人们生活的各个方面。 蓝牙技术现在主要在移动设备终端上应用广泛，依托蓝牙无线传输可以实现提供个性化的信息服务。蓝牙的技术特点大致有如下几点：
（1） 全球统一标准：蓝牙工作在 2.4GHz 的频段，全世界大多数国家的 ISM 的范围是 2.4 到 2.48GHz,在该频率下的无线通信无需向各国的运行商或监管部分申请应用许可证。
（2） 支持同步传输语音与数据：蓝牙采用的是分组交换，支持异步传输， 三路语音信道，同步语音与异步数据传输。语音的信道的数据为 64Kb/s,其语音信道编码方式是 PCM 或者 CVSD 方式。非对称信道传输速度最高为 720.6Kb/s;对称的信道11传输速度 343.9Kb/s。
（3） 便利的临时网络连接：在蓝牙组成的微微网或者闪射网中，根据作 用可以分为主设备和从设备。主设备（Master）是主动发起请求的一方，当若干个蓝牙 AP 连接成一个微微网时，只有一个 Master,剩下的都是从设备（Slave）。最简单的微微网仅由一个 Master 和一个 Slave 组成，两者实现 P2P 通信。
（4） 良好的抗干扰特性：在 ISM 同频段中有很多不同无线通信技术，如 WiFi，UWB（Ultra Wide band）无线载波技术，IrDA 红外线技术等。蓝牙能够很好抵御来之这些通信技术的干扰。
（5） 蓝牙设备的优秀的兼容性:蓝牙产品在满足通用设计规范的同时，还 要通过 SIG 的质量检测认证，才能走向市场。这就保证了各种公司生产的蓝牙产品能够达到数据共享的相互兼容的目标。
（6） 健康安全性：目前没有发现蓝牙的辐射对人的身体健康有危害。蓝 牙输入功率是 1mw，是传统电器设备的功率的百万分之一。
（7） 体积小便于集成：由于 PDA 手机等个人终端体积一般都比较小，嵌入式的蓝牙模块自然不能过于庞大，Ericsson 生产制造的蓝牙模块一般不超过60mm*20mm*4mm。WIFI【无线电测向技术的发展和应用】
WiFi
全称 Wireless Fidelity，又称 IEEE802.11协议，适合无线接入和高速传输的数据业务，传输速率可以达到 11Mbps(802.11b)或者 54Mbps(802.11a)。其大多工作在2.4GHz 的自由频段，在频段资源上不存在限制，因此在使用的时候成本比较低廉。WiFi网络组网便捷，由无线网卡和接入点 AP(Access Point)组成，每个 AP 可以支持 100 多个节点的接入，用户可以根据需求增加 AP 的数量。WiFi 的覆盖半径在 150m 左右，在
整栋大楼中也可使用，通过中继能实现几千米的通信距离，同时采用一系列的冲突避免2 和确认、错误重发机制来保证传输可靠性。IEEE8021.11 协议规定，WiFi 发射功率不超过 100 mW，实际约为 60 mW。 在我国的大中城市，WiFi 信号已经覆盖了商业中心、图书馆和办公楼等公共场所，在这些区域只要携带支持 WiFi 的终端即可以快速和安全的接入互联网，使得“无线城市”正不断从概念走向人们的生活。近来，香港政府提出了“香港政府 WiFi 通”计划，在指定场所架设无线接入点，让市民免费连接到互联网。目前，台湾地区 WiFi 网络的覆盖率已经达到了 90%以上。最近美国旧金山开启了全程新型公交站台计划，每个公交站台都是一个WiFi基站，在公交站台附近均可以享受到 WiFi 服务。据了解，目前上海已有超过 5000 个公共场所部署了上海电信的 WiFi 热点，五角场、徐家汇、莘庄主要商业区域均已覆盖，与全市范围内的 3G 信号一起形成一张覆盖全市的高速无线宽带网络。可见，是否提供公共 WiFi 服务已逐渐成为城市现代文明程度的新指标。 随着 WiFi 网络的覆盖范围越来越广，各大厂商也不断推出支持 WiFi 功能的产品。除了常见的电子产品如笔记本电脑、手机外，以电视机、数字音响、DVD 影碟机等为主的家庭娱乐产品也纷纷加上 WiFi 功能。借助 WiFi 网络，笔记本电脑可以与这些设备建立通信连接，播放多媒体音频和视频。甚至在不久的将来，通过 WiFi 网络控制模块，人们可以在办公室或下班途中控制家中的电饭煲开始烧饭、热水器烧水等，并时刻了解它们的工作情况，从而开启家电智能时代。 在不同的领域，针对 WiFi 技术，国内外专家学者进行了深入地研究，并产生了许多研究成果。国内方面，目前矿用巷道离层、变形监测多采用人工观测及现场总线技术，中国矿业大学的丁恩节、刘学瑞实现了基于 WiFi 监测节点，解决了人工观测井上调度人员无法实时动态监测以及现场总线技术布线困难、建设成本高、周期长等诸多不足；风场一般选址苛刻，远程监测风力发电机组运行状态和诊断故障的需求愈来愈强烈，王瑾设计了基于 WiFi 的风电机组状态监测设备，该设备免于布线、安装快速方便，投入使用以来，效果显著。哈尔滨工程大学卢伟针对出租车行业管理相对落后的弊端，提出把 WiFi 技术用于对车辆定位、调度和管理，从而改善日益严重的交通状况，为一项具有市场前景的“叫车服务”提供了一套有效的解决方案；陈家林、胡静针对油田现有数据传输系统实时性差、传输速率慢、稳定性差等明显不足，提出使用 WiFi 网络实时监控油场图像、井下温度压力等，使无线信号覆盖整个油田区域。 国外方面，William Ching，Rue Jing The，Binghao Li 实现了基于 WiFi 的心电数据实时监测系统，通过单片机实时采集心肌梗病患的心电信号并模数转换后驱动 WiFi 芯片上传至服务器，在医生电脑上解析出心电波形，明显降低了此类病患的死亡率，此举在突发疾病诊疗上具有非常重要借鉴意义。Inje Lee 、Giwan Yoon 实现了基于 WiFi 的地铁导航系统，该系统具备将当前和下一个站台的信息发送到我们的手持设备上的功能。这样，解决了当地铁拥堵、环境嘈杂时，乘客查询站台信息、到站情况的困难。R Patra、S Nedevschi、S Surana 设计实现了基于 WiFi 的电子门票，通过 WiFi 定位景点中游客，若游客遇到危险可以发出信号，等待救援人员施救；另外，电子门票替代纸质门票可以重复使用，节省纸张，符合低碳环保的需求。Ajinkya Uday Joshi、Purushottam Kulkarni分析了交通工具WiFi接入在
车辆高速移动、通信链路质量方面与一般WiFi应用的不同，在现实环境中，全面评估现有速率自适应算法。在此基础上开发了一个简单的、低开销的速率自适应算法，适合车辆 WiFi 接入。
1.2.2 WiFi 技术发展趋势
WiFi 具有无线、高速的主要技术的特点，并且布网简单、建设成本低。WiFi 作为高速有线接入技术的补充，可以广泛用于需要无线延伸的地方，只要将因特网通过高速线路接入飞机场、火车站、商业中心等地，通过 AP(接入点)，附近用户使用支持 WiFi手持设备很容易接入互联网；在手机上安装相关软件，可以免费或资费很低地实现语音、视频等数据业务，具有可移动性、价格低廉的优势。除此之外，WiFi 也是对蜂窝移动通信的补充，利用 WiFi 弥补其低速传输速率。 WiFi 因其低功耗、灵活组网、无线高速传输等优势，将会在电力、油田、供水等领域的远程监控方面有广泛的应用，克服了传统有线监控在偏远地区、恶劣环境不易布线，应用成本较高等不足；同时其较宽的频带，方便进行视频传输，实时观测监控场区。 随着“无线城域网”概念的提出，需要一种传输更远、频带更宽、信号能够绕过障碍物实现非视距的传输的无线技术，这将成为 WiFi 技术未来发展的方向。即将问世的WiFiAlliance 将支持 WiFi 在 60KMHz 频带上运营，这意昧着支持高清视频、高保真音频等电子设备的性能将得到显著提高。 随着 WiFi 技术自身的发展，并与其他相关技术的不断融合，WiFi 技术将会有更广泛的应用前景。
http://m.zhuodaoren.com/yuwen377142/
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