21.4越来越宽的信息之路 课件(共24张PPT)

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第二十一章 第4节
越来越宽的信息之路
信号是什么
电 磁 波 谱
按频率高——低排列：
γ射线、x射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波。
用途： γ射线 作脑手术（可灭癌细胞） 改良种子
X射线 ： 透视 探伤
紫外线 ：杀菌、帮助钙吸收
红外线： 遥感技术、自动控制、测温仪
微波 ：电视、雷达、无线电导航等
电磁波家族
　　5分钟内，放电影比讲故事所包含的信息量更多。
　　相同时间内，电视广播比电台广播能传递更多的信息。
信息理论表明：
　　作为载体的电磁波，频率越高，相同时间内传输的信息就越多。
微波信号的波长在
10 m ～1 mm之间;
微波信号的频率在30 MHz ～3 ×105 MHz之间。
一、微波通信
微波的性质更接近于哪种波？传播时有什么特点？
微波的波长更接近于光波，大致沿直线传播；它传播时不能沿地球表面绕射。
思考
如何解决“不能沿地球表面绕射”这个问题？
建立“微波中继站”
思考
微波几乎沿直线传播
微波中继通信示意图
它能把上一站传来的信号经处理后再发射到下一站去，这样就能把信息传递到远方。
答案：
　　太远，不方便
解决人方案：
　　造卫星通信
问题：
　　能否用月亮做中继站，实现微波通信？
通信卫星大多相对地球“静止”——同步卫星
二、卫星通信
三颗同步卫星可以实现全球通信
用碟形天线（大锅）接收来自卫星的信号
中国北斗卫星导航系统:北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。
中国北斗卫星导航系统
　　光是比微波频率高得多的电磁波。
　　光通信的“高速公路”更宽广。
　　利用频率单一、方向高度集中的激光进行通信，效果很好。
三、光纤通信
光纤通讯技术是近几十年才发展起来的
1966年，华裔物理学家高锟首次利用无线电波导通信的原理，提出了低损耗（20 db/km）的光导纤维
（简称光纤）的概念。
1970年，美国康宁公司首次研制成功损耗为20 db/km的石英光纤，它是一种理想的传输介质。
1970年，贝尔实验室研制成功室温下连续振荡的半导体激光器
（LD）。从此，开始了光纤通信迅速发展的时代。
各种光导纤维
光沿着水流传播
实验演示——光可以沿着水流传播
说明光不但能沿直线传播，也可以沿着弯曲的水流传播。
光导纤维
光在光导纤维中的传播
原理是：全反射
光纤通信的优点：
　　（1）传输频带极宽，通信容量很大；
　　（2）光纤衰减小，无中继设备，传输距离远；
　　（3）频率稳定，信号传输质量高；
　　（4）光纤抗电磁干扰，保密性好。
计算机可以高速处理各种信息，把计算机联在一起，可以进行网络通信。
四、网络通信
　　通过因特网可以收发电子邮件，看到不断更新的新闻，查到所需的各种资料。
随着通信技术的发展，现在已经可以在很短的时间内传送越来越大的信息量，信息传送的速度甚至能够满足电视等活动画面的需要，我们已经可以轻松地在网上看电视了。
电磁波频率越高，相同时间内传输的信息就越多。通信频率越来越高，信息之路越来越宽。
　　微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信。
课堂小结