19.4 现代通信课件（22页PPT）2025-2026学年物理鲁科版（五四学制）九年级下册

(共22张PPT)
初中物理鲁科版（五四学制）（2024）九年级下册
第十九章 电磁波与通信
第4节 现代通信
1.了解卫星通信的工作流程。
2.了解光纤通信的工作流程。
在无线电波中，微波的波长较短，频率较高。一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话。微波的性质接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。我们怎样才能把微波信号传递到远方呢？
知识点一：卫星通信
微波中继通信示意图
要想让微波沿地球表面传播就要设中继站。
发射
接收
通常每隔50km建设一个微波中继站
微波通信的优缺点
优点：微波通信的频率高，传播信息容量大，且中继站用计算机监督控制。出现故障时能自动倒换，自动报警，节约了人力资源。
缺点：微波传送距离越远，需要建立的中继站就越多， 势必会带来一定的麻烦。而且在遇到雪山、大洋，根本无法建立中继站。
月球是地球的卫星，可以反射微波，但它离我们太远，信号衰减、时间延迟，而且只有当两个通信点同时见到月亮时，才能完成这两点间的通信。
解决方案：人造卫星通信。
在遇到雪山、大洋等根本无法建设中继站的情况时，又该怎么办？能不能利用地球的卫星——月球进行微波中继通信呢？
人们用通信卫星做微波通信的中继站。
通信卫星
同步卫星
同步卫星：绕地球转动的周期跟地球自转周期相同，相对地球静止。
一颗同步卫星覆盖的区域
A
B
至少需要三颗同步卫星实现全球通信
至少需要三颗同步卫星实现全球通信
B 处的人无法收到 A 处的人的信息，有什么解决方法吗？需要几颗卫星可以实现全球通信？
碟形天线
通信卫星从一个地面站接收信号，经过处理，再发送给另一个或几个地面站。
卫星通信示意图
利用卫星来发射和接收电磁波信号的应用非常广泛。例如，北斗卫星导航系统是中国着眼于
国家安全和经济社会发展需要，
自主建设、独立运行的卫星导航
系统，是为全球用户提供全天候、
全天时、高精度的定位、导航和
授时服务的国家重要空间基础设施。
使用北斗卫星导航系统的无人驾驶车辆
视频 北斗卫星导航系统
目前很多汽车的驾驶室里都装有GPS(全球卫星定位系统)接收器装置，GPS接收器通过接收卫星发射的导航信号，实现对车辆的精确定位并导航。卫星向GPS接收器传送信息依靠的是（ ）
A. 激光 B. 红外线
C. 紫外线 D. 电磁波
D
γ 射线
可见光
Ｘ 射线
紫外线
红外线
无 线 电 波
频率/Hz
106
108
1010
1012
1014
1016
1018
1020
与无线电波相比，光的频率更高。如果用光来通信，可行吗？
知识点二：光纤通信
普通的光源包含了许多不同波长（频率）的光，难以用它携带信息。
1960年，美国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器，它能产生频率单一、方向高度集中的光——激光。物理学家提出用光纤通
信的构想，这使得用光进行通
信的梦想得以实现。通信用的
激光一般在特殊的管道——光导纤维(简称光纤)里传播。
世界上第一台红宝石激光器
光在水流的内表面发生了多次反射。
水流导光
光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就能把它携带的信息传到远方。
激光频率高：传输信息量大
光纤管道：减少损耗
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。
随着互联网的进一步发展，移动通信网络的建设，物联网等新应用的不断涌现，光纤通信将迎来更广阔的发展空间。
光纤通信和卫星通信
卫星通信
光纤通信
三颗地球静止卫星可实现全球通信
激光：频率单一、方向高度集中
组成：同步通信卫星、地面站
利用激光在光导纤维中传输信息
利用卫星作为微波中继站来进行通信
1.关于微波通信，下列说法正确的是( )
A. 微波频率比中短波低，因此它的波长更长一些，可以传递更多的信息
B. 微波大致沿直线传播，地球又是一个球体，因此要实现长距离通信，必须建立中继站
C. 月球是地球的卫星，因此可以在月球上建立一个中继站
D. 在陆地上必须建立中继站，在水面上就可以不建造
B
2.在中国移动通信大楼的顶部常可见到一些锅形天线，关于这种天线的作用，以下说法中正确的是( )
A. 这是做广告用的模型
B. 天线凹面斜向上方是用来接收卫星信号的
C. 天线凹面朝水平方向是用来接收卫星信号的
D. 无论天线朝什么方向均能接收卫星信号
B
3. (多选)关于信息和材料在生活中的应用，下列说法正确的是( )
A. 倒车雷达是利用电磁波传递信息的
B. 利用半导体材料可以制作二极管
C. “北斗”卫星导航是利用电磁波传递信息的
D. 光纤具有抗干扰、信号衰减小的特点，光纤通信是依靠激光折射传递信息的
BC