無線電通訊技術(shù)小結(jié)
我們知道了無線電的通訊技術(shù)在軍事上的應(yīng)用已經(jīng)存在了一百多年,而且它不斷的革新、進(jìn)步使得它在無數(shù)武器裝備悉數(shù)遭到淘汰的同時(shí)卻煥發(fā)出愈加旺盛的生命力。今天我從無線電通訊的產(chǎn)生、特點(diǎn)、應(yīng)用、發(fā)展趨勢(shì)這幾個(gè)方向在此來和大家做一個(gè)交流,水平有限,準(zhǔn)備不周之處,還望大家海涵,并懇請(qǐng)大家指點(diǎn),以便于共同進(jìn)步!餆o線電通訊發(fā)展歷程
1831年,英國(guó),法拉弟首先發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,并且預(yù)言:電與磁的傳播是和光一樣的一種波。
英國(guó)科學(xué)家麥克斯韋從1850年就開始對(duì)法拉弟提出的課題展開研究。他用數(shù)學(xué)方法對(duì)法拉弟的電磁場(chǎng)思想做了嚴(yán)格的論證,并在1864年做出“電與磁的交替轉(zhuǎn)化過程,是一種波的傳播形式,是一種光波”的論斷,他稱這種波為電磁波。
在麥克斯韋首先提出電磁理論后,由德國(guó)偉大的物理學(xué)家赫茲通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了麥?zhǔn)侠碚摰恼_。(高中物理)
赫茲于1888年公布了自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,證實(shí)了電磁波的存在。1890年,法國(guó)物理學(xué)家布朗利發(fā)現(xiàn),將金屬粉末即緊縮成塊,但是它的電阻減小了,使電流容易通過。(收?qǐng)?bào)機(jī))
古格里爾莫馬可尼從雜志上讀到赫茲的事跡,受到極大啟發(fā):“如果利用赫茲發(fā)現(xiàn)的電磁波,不需要導(dǎo)線也可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信了”。通過實(shí)驗(yàn),在他剛剛20歲時(shí)就發(fā)明了無線電裝置。馬可尼的成果全面地改變了世界。在他第一個(gè)大西洋信號(hào)發(fā)射以后20年,幾百萬個(gè)家庭有了收音機(jī)。相隔遙遠(yuǎn)的人們可以使用雙向無線電設(shè)備來進(jìn)行交談。遇難的船只可以發(fā)送無線電信號(hào)。從那時(shí)起,無線電一直給大家?guī)須g樂,而且拯救了許多生命。在無線電廣播的早期歲月里,由他創(chuàng)辦的馬可尼公司是家用無線電收音機(jī)最主要的制造商。1909年,他與另一位無線電先驅(qū)者卡爾弗迪南德布勞恩共享了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。就這樣,無線電通訊技術(shù)開始進(jìn)入到人們的通信應(yīng)用中,而不斷發(fā)現(xiàn)的無線電的特點(diǎn)又決定了不同波長(zhǎng)的電波的用途,如圖所示
★無線電通信技術(shù)的應(yīng)用
按照無線電波的波長(zhǎng)(或頻率)把它分成下面幾種波….長(zhǎng)波和中波射向天空的部分大都被電離層吸收,但沿地面?zhèn)鞑サ牟糠直晃盏煤苌伲鼈冞能很好地繞過障礙物,所以它們主要靠地波傳播.中波和中短波在夜晚被電離層吸收得不多,可以靠天波傳播,在白天仍靠地波傳播,但地面對(duì)它們的吸收較強(qiáng),不能傳得很遠(yuǎn),這就是人們?cè)谕砩夏苁章牭捷^多外地電臺(tái)廣播的原因.短波被地面吸收得多,但能較好地被電離層反射,所以主要靠天波傳播.微波很容易被地面吸收,又能穿透電離層而不被反射,所以它不能靠地波和天波傳播,只能直線傳播.由于地球表面不是平面,微波在地球表面?zhèn)鞑サ木嚯x不大,一般只有幾十千米.因此,要向遠(yuǎn)距離傳播微波,就要設(shè)立中繼站,像接力賽跑那樣,一站接一站地把微波傳送出去。但是中繼站的高度往往受到地形等環(huán)境及其他因素的影響,因而,人們追求把中繼站放到更加廣闊的太空,因而就出現(xiàn)了通信衛(wèi)星。而且,我們知道,現(xiàn)在絕大多數(shù)衛(wèi)星是具備通信或者中繼功能的,最起碼它需要和地面的控制中心進(jìn)行信息的對(duì)傳。
★發(fā)展趨勢(shì)是小型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、民用化
但是要注意的一點(diǎn)事:前面我們提到過,廣播和電視信號(hào)都要通過發(fā)射無線電波來傳播。每一部發(fā)射機(jī)都要占用一定的工作頻率和帶寬,也就是要占用一部分無線電頻譜。但是,無線電頻譜是一種有限的資源。為了充分利用這一有限資源來設(shè)置盡可能多的發(fā)射臺(tái),又要避免相互干擾,就需做好無線電頻率的管理工作。
★伊戰(zhàn)中無線電通信發(fā)揮的作用。
伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中,美英的信息化武器系統(tǒng)已構(gòu)成戰(zhàn)場(chǎng)的中堅(jiān)力量。伊拉克上空星羅棋布的衛(wèi)星、預(yù)警機(jī)、偵察機(jī)、直升機(jī),紅海、波斯灣海上和水下的偵察艦船,沙特、約旦、土耳其等伊拉克周邊國(guó)家部署的雷達(dá)和偵聽設(shè)施,以及滲透到伊拉克的特種部隊(duì)人員,構(gòu)成了美英聯(lián)軍完備的信息偵察預(yù)警系統(tǒng);主動(dòng)權(quán)是軍隊(duì)的命脈。在高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)或者說帶有明顯信息化特征的機(jī)械化戰(zhàn)爭(zhēng)中,戰(zhàn)場(chǎng)主動(dòng)權(quán)已經(jīng)在很大程度上轉(zhuǎn)移到信息領(lǐng)域,制信息權(quán)成為軍隊(duì)全部的自由權(quán)。在伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中,美國(guó)之所以在空襲后的第二天,便出人意料地發(fā)動(dòng)地面進(jìn)攻,最主要的原因就在于美軍已經(jīng)絕對(duì)地掌握了戰(zhàn)場(chǎng)的制信息權(quán)。
海灣戰(zhàn)爭(zhēng)以來,美國(guó)用現(xiàn)代的信息之劍將伊拉克分成了一塊塊信息監(jiān)控區(qū),并且從未停止過對(duì)伊拉克指揮控制通信系統(tǒng)的打擊。伊戰(zhàn)爆發(fā)前,美軍的各類軍事衛(wèi)星加強(qiáng)了對(duì)伊拉克的偵察監(jiān)視,并采用其他各種高技術(shù)手段連續(xù)不斷地實(shí)施電子和間諜偵察,搜集情報(bào)信息。戰(zhàn)爭(zhēng)開始后,美國(guó)動(dòng)用了GPSIIR8和“國(guó)防衛(wèi)星通信系統(tǒng)IIIA3在內(nèi)的數(shù)十顆軍用衛(wèi)星和部分商用衛(wèi)星,衛(wèi)星總數(shù)大約100多顆。(1991年海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中,美國(guó)動(dòng)用了70余顆衛(wèi)星,科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)和阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)中,美國(guó)也只動(dòng)用了50多顆衛(wèi)星。)10多顆偵察衛(wèi)星以及“伊諾克斯2”等商用遙感衛(wèi)星對(duì)伊方的軍事行動(dòng)進(jìn)行著嚴(yán)密監(jiān)視;KH-12光學(xué)成像衛(wèi)星、“長(zhǎng)曲棍球”雷達(dá)成像衛(wèi)星等俯視著整個(gè)伊拉克戰(zhàn)場(chǎng);“大酒瓶”等電子偵察衛(wèi)星時(shí)刻監(jiān)測(cè)著伊拉克無線電信號(hào)。
依這種趨勢(shì)發(fā)展,無線電通信技術(shù)在未來的軍事行動(dòng)中將扮演越來越重要的角色。
擴(kuò)展閱讀:無線串行通信技術(shù)總結(jié)
無線串行通信技術(shù)總結(jié)
與傳統(tǒng)的有線串行(RS232)通信不同,無線串行通信具有設(shè)備移動(dòng)方便(特別在通信設(shè)備空間相互隔離不便連線的情況下)、通信距離遠(yuǎn)(可達(dá)幾十km)等特點(diǎn)。
無線串行通信應(yīng)用領(lǐng)域非常廣,常用的有:無線抄表;工業(yè)遙控、遙測(cè);無線數(shù)據(jù)傳輸;銀行POS系統(tǒng);無線數(shù)據(jù)采集;樓宇自動(dòng)化、無線監(jiān)控、門禁系統(tǒng);智能家居、工業(yè)控制;汽車檢測(cè)設(shè)備;無線LED顯示屏系統(tǒng)。
目前,比較常用的無線串行通信技術(shù)有紅外、藍(lán)牙、ZigBee和無線數(shù)傳等四種。四種方式都有不少公司推出了標(biāo)準(zhǔn)模塊,價(jià)廉物美,特別適用于嵌入式系統(tǒng)及PC機(jī)之間的串行通信。
1、紅外串行通信,符合IrDA1.x標(biāo)準(zhǔn),利用950nm近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的載體,通過紅外光在空中的傳播來傳遞信息,由紅外發(fā)射器和接收器實(shí)現(xiàn)。其最大優(yōu)點(diǎn)是:不易被人發(fā)現(xiàn)和截獲,保密性強(qiáng);幾乎不會(huì)受到電氣、天電、人為干擾,抗干擾性強(qiáng)。此外,紅外線通信機(jī)體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉。不足之處在于它必須在視距內(nèi)通信,且收發(fā)端必須是直線對(duì)射。
紅外轉(zhuǎn)RS232模塊有武漢波士電子的IR232、北京水木行的SMH-IR220等,波特率可達(dá)115.2Kbps,通信距離在1m以上。
2、藍(lán)牙串行通信,符合藍(lán)牙協(xié)議(BlueTooth)V1.x,使用2.4GHz的ISM(工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué))頻段。頻道共用23個(gè)或79個(gè),頻道間隔均為1MHz,采用時(shí)分雙工方式,調(diào)制方式為BT=0.5的GFSK。藍(lán)牙的數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)1Mbs,與紅外一樣,藍(lán)牙的傳輸距離也較短。
生產(chǎn)藍(lán)牙轉(zhuǎn)RS232模塊的公司也有不少,例如:南京國(guó)春電氣設(shè)備有限公司的GC-232-1,深圳藍(lán)色飛舞科技的BF10等。
3、ZigBee串行通信,Zigbee是IEEE802.15.4協(xié)議的代名詞,這個(gè)協(xié)議規(guī)定的技術(shù)是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)。其特點(diǎn)是近距離、低功耗、低成本。主要適合用于無線測(cè)控、無線抄表、智能家電、安防報(bào)警等領(lǐng)域,可以嵌入各種設(shè)備。其最高波特率可達(dá)384K,傳輸距離在1000m以內(nèi)。
ZigBee轉(zhuǎn)RS232典型產(chǎn)品有:赫立訊科技(北京)公司的IP-Link2220H,深圳市鼎泰克電子有限公司的DTK系列等。
4、無線數(shù)傳模塊,有RFID和無線電臺(tái)技術(shù)兩種,前者用在中、短距離,后者用在遠(yuǎn)距離,可達(dá)幾十km。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)無線數(shù)傳模塊的公司有很多,比較知名的有深圳技卓科技有限公司(JZ87x系列)和北京捷麥通信器材有限公司(F21系列);進(jìn)口的有日本日精ND系列等。
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