無線電的用途精選(九篇)

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第1篇：無線電的用途范文

隨著民航運輸業(yè)的快速發(fā)展，對無線電頻率使用也提出更高的要求。然而現(xiàn)行民航無線電方面，仍有較多干擾問題，極大程度上影響頻率有序、安全使用目標的實現(xiàn)，要求做好干擾定位與測試工作，并采取相應(yīng)的解決措施。本文主要對民航無線電頻譜資源相關(guān)概述、無線電干擾具體表現(xiàn)、定位與測試干擾問題的要求以及解決干擾問題的有效措施進行探析。

【關(guān)鍵詞】民航無線電 干擾問題 定位測試 措施

目前，我國的航空業(yè)特別是民用航空的發(fā)展非常迅速，但是發(fā)展的空間還是比較大的，無論在規(guī)模還是航班數(shù)量以及人次上相比國外發(fā)達國家，差距非常大，民用航空要想獲得快速的發(fā)展，除了基礎(chǔ)設(shè)施也就是機場的建設(shè)之外，相應(yīng)的通信設(shè)施也必須完善，我們知道，飛機的航行主要通過無線電來通信，進行導航和命令的發(fā)送，在現(xiàn)在的社會，科技的發(fā)展，使得各種電子產(chǎn)品的出現(xiàn)，造成了空間的電磁環(huán)境十分復雜，這在一定程度上會對民航業(yè)的發(fā)展造成不便，本文擬對民航無線電的干擾進行詳細的分析，針對這些分析提出相應(yīng)的措施，以此來改善和提高民航運輸?shù)陌踩浴?/p>

1 民航無線電頻譜資源的相關(guān)概述

一般來說，民航無線電是有一定頻率范圍的，也就是它所使用的電磁波是在一個范圍內(nèi)的，也叫作無線電的頻譜，民航無線電的頻譜具有很多的作用，其不同頻段的電磁波適用于不同的場合，有著不同的用途，一般地，它的用途主要集中在以下幾個方面，第一是儀表的著陸系統(tǒng)，這個系統(tǒng)對于航空器來說至關(guān)重要，航空器的降落主要依靠這個系統(tǒng)，它可以實現(xiàn)著陸方向的控制，在實際的控制中，又分為三個方面，一個是指點信，一個是下滑信，另外一個就是航向信，可進行不同信息的發(fā)送，可以對位置以及方向進行控制，使得航空器降落精準；另外一個就是中波導航臺，作用就是通過特點頻段的無線電信號對航空器進行一個引導作用。

2 民航無線電干擾的具體表現(xiàn)

民航的運輸需要有安全性的保障，但是由于運行空間電磁環(huán)境的復雜性，各種頻段電磁波的干擾，可能對航空器的正常通信造成一定的干擾，進而會導致命令的錯誤讀取，影響民用航空器的安全飛行，所以需要對其干擾進行消除，首先就是對其干擾源進行分析，才能更好的對其進行消除，減弱其損害。就目前來說，比較常見的干擾源在于：首先就是無線電臺站的干擾，無線電臺站是電信公司為了通信的穩(wěn)定所建造的，目的是為保證通信的正常，但是這會對航空器的通信造成一定的干擾，由于頻段有重疊區(qū)域，這樣就會產(chǎn)生干擾，對航空器的安全運行造成威脅；第二個就是廣播電臺，廣播電臺的干擾主要是由于在發(fā)射和接收廣播信號時可能會產(chǎn)生一些干擾信號，在發(fā)射時，需要將信息加載到載波上去，這個過程就會產(chǎn)生干擾信號，同樣的，接收過程在對信號進行解調(diào)時也會出現(xiàn)這種情況；第三就是有線電視的干擾，實際上也就是有線電視信號的干擾問題，本身電視信號中的音頻與視頻信號是不會對民航的正常通信產(chǎn)生干擾的，因為頻譜沒有產(chǎn)生重疊，但是電視信號是通過載波進行發(fā)射的，載波的頻譜與民航無線電的頻譜具有重疊區(qū)，因而會產(chǎn)生干擾；第四個就是戶外的遠距離輸電線路的干擾，遠距離輸電線路，一般而言都是高壓的，在無線電的作用下，會產(chǎn)生一些干擾信號來對民航的通信造成影響。

3 定位與測試干擾問題的要求

前面分析民航無線電干擾信號的常見干擾類型以及原因，針對這些干擾信號進行一些定位和測試，能夠快速辨別干擾信號的產(chǎn)生類型以及產(chǎn)生位置，對于保證民航通信的正常運轉(zhuǎn)具有重要的意義。對干擾信號的位置進行定位以及對干擾信號進行測試，主要的工作包含了一些方面：首先，需要對干擾信號進行分析，提取有效特征，進而識別其特征信號，得到干擾信號的類型，進而分析出波束方向；第二就是對干擾信號的位置進行查找，這個步驟可以通過采用一些可移動式的信號測量車來完成，通過分析得到干擾信號的大概位置；第三就是對干擾信號的類型通過信號的測量以及定位，提取信號特征，分析其信號的類型，這樣就能夠?qū)Ω蓴_信號進行具體的壓制，找到解決辦法，對于保障民航的正常通信具有重要的作用。

4 解決干擾問題的有效策略

前面分析了對民航通信造成干擾的干擾信號的產(chǎn)生源，針對這些產(chǎn)生原因，需要采取一些措施來解決此種干擾信號，前面主要分析了四種情況的干擾信號的產(chǎn)生，這也是目前比較嚴重的和影響最大的，所以解決民航無線電的干擾問題，關(guān)鍵就是要消除這些干擾信號。對于廣播電臺的信號干擾問題，解決措施就是可以在廣播信號的接收和發(fā)射端分別加裝一些減少信號的衰減器，這樣可以保證產(chǎn)生的干擾信號特別微弱，以至于不會對民航的正常通信造成很大的干擾，這樣就能很好的解決廣播電臺信號干擾的問題；此外，針對廣播電臺的信號干擾問題，除了上面的加裝信號衰減器的辦法之外，還可以通過在結(jié)構(gòu)以及發(fā)射的天線上來進行改進，使得干擾信號的頻率避開民航的無線電頻譜；另外，對于前面提到的有線電視信號產(chǎn)生的干擾問題，因為有線電視主要是由于載波的頻譜與民航的無線電頻譜產(chǎn)生的重疊，造成了干擾，因此，從這個實際出發(fā)，分析了三種可能的解決方法，首先就是將發(fā)射信號的功率降低，同時對發(fā)射的線路進行一個屏蔽，減少整體的電磁泄漏現(xiàn)象，這樣就能夠減少干擾信號的強度；第二就是對頻率進行改進，減少載波頻譜與民航無線電的頻譜的重疊區(qū)，這樣能夠減弱信號的干擾；第三個就是加強對發(fā)射與接收回路的線路屏蔽，這樣也可以減少對民航通信的干擾。

5 結(jié)

無線電干擾問題的解決是現(xiàn)行民航事業(yè)發(fā)展中需考慮的主要內(nèi)容。實際解決中應(yīng)正確認識無線電頻譜資源內(nèi)容，分析無線電干擾的主要內(nèi)容，且在判斷干擾類型中采取相應(yīng)的定位與測試方式。同時，針對調(diào)頻廣播電臺、有線電視信號干擾問題采取針對性的解決策略，并注意進行監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)建，這樣才可使干擾問題得到有效控制，保證飛機安全飛行、著陸。

參考文獻

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第2篇：無線電的用途范文

電磁波俗稱無線電波，是人們非常熟悉的一個概念.電磁波不僅能傳輸信號，也能傳輸電能.美國一家公司Power Cast開發(fā)了這項技術(shù)，可為各種電子產(chǎn)品充電或供電，包括耗電量相對較低的電子產(chǎn)品，諸如手機、MP3隨身聽、溫度傳感器、助聽器，甚至汽車零部件和醫(yī)療儀器.整個系統(tǒng)基本上包含了兩個部件，稱為Power Caster的發(fā)射器模塊和稱為Power harvester的接收器模塊.前者可插入在插座上，后者則嵌入在電子產(chǎn)品上.發(fā)送器發(fā)射安全的低頻電磁波，接收器接收發(fā)射頻率的電磁波，據(jù)稱約有70%的電磁信號能量可轉(zhuǎn)換為直流電能.

日本東京大學的教授們設(shè)計了一種塑料薄膜電源，很有創(chuàng)意，用途也十分廣泛.例如，可將它鋪在地板或桌子上，或嵌入墻壁，為圣誕樹上發(fā)光二極管、裝飾燈供電，為魚缸水中燈泡或小型電機供電.薄膜電源由四層塑料薄膜組成，最低一層是電導可控的有機晶體管，上面是感測兼容電子設(shè)備接近的銅線圈，再上面是接通或關(guān)閉電源的MEMS開關(guān)，最上面一層是傳送電能的銅線圈.制作工藝采用了絲網(wǎng)印刷和類似于噴墨打印的新工藝.它的工作過程是這樣的：當物體處于薄膜2.5cm范圍內(nèi)時，最靠近的MEMS開關(guān)接通電源，電感線圈就利用感應(yīng)原理向設(shè)備供電.據(jù)稱，該項技術(shù)的效率是很高的，電源傳輸效率可達81.4%.

一家名為Splashpower的英國公司就了這樣一款真正意義上的無線充電器，外形就像一個鼠標墊，只需要把要充電的設(shè)備放在上面就可以開始充電，而且可以同時對多個設(shè)備充電.另外一家名為WildCharge的公司也開發(fā)出了類似的產(chǎn)品.

關(guān)于無線充電的技術(shù)已經(jīng)有過多年的討論和研究，蘋果、摩托羅拉等公司也都擁有各自的與之相近的技術(shù)專利，但是都沒有完全達到非常理想的無線充電的效果.

值得一提的是，麻省理工學院物理學教授馬林?索爾賈希克卻提出一種新理論，只要讓電磁能發(fā)射器同接收設(shè)備在相同頻率上產(chǎn)生共振，它們之間就可以進行能量互換.“這就像劇院的歌星可以將玻璃杯震碎一樣，”索爾賈希克說，“條件是歌星和玻璃杯二者的聲波要形成共振.”

在這一理論基礎(chǔ)上，索爾賈希克領(lǐng)導的6人小組進行了實驗.他們利用兩個銅絲線圈充當共振器.一個線圈與電源相連，作為發(fā)射器；另一個與臺燈相連，充當接收器（見圖）.結(jié)果，他們成功地把一盞距發(fā)射器2.13m開外的60W電燈點亮.最重要的是，試驗顯示“無線電能傳輸”技術(shù)對人類無害.因為電磁場只對能與之產(chǎn)生共振的物品有影響，而諸如人類、桌子、毛毯等物品對電磁場幾乎都沒有反應(yīng).

“只要筆記本電腦所在屋子裝備有無線電能傳輸器，人們就可以不再需要將電腦與插座相連來充電，因為它會自動充電.”研究小組成員之一彼得?費希爾教授說：“現(xiàn)代人生活在充斥著電線、插座的世界，而電能的無線傳輸技術(shù)將有可能讓人類部分擺脫電線、電池帶來的煩惱.因此，這是一項很有發(fā)展前途的新技術(shù)”.

下一步，研究小組要進行的則是設(shè)法增大發(fā)射器功率，以及接受器的接收效率.到那時，手機、筆記本電腦就可以在配置有發(fā)射器的屋子里自動充電，甚至不需要電池，也不需要通過插座與電源相連就可以直接使用.

盡管“無線電能傳輸”技術(shù)的出現(xiàn)讓人看到了擺脫電線、充電煩惱的希望，但是，研究小組承認，“無線電能傳輸”技術(shù)還需改進，才能走進百姓家中.

第3篇：無線電的用途范文

Research on Power Transmission Mode and Development Trend of Wireless Delivery

朱先清 ZHU Xian-qing；牛華慶 NIU Hua-qing

（山東電力集團公司臨沂供電公司，臨沂276003）

（Linyi Power Supply Company，Shandong Electric Power Corporation，Linyi 276003，China）

摘要：對常規(guī)電力輸送和無線電力輸送從傳輸原理上進行介紹，主要描述了常規(guī)電力輸送架空線路傳輸?shù)木唧w組成結(jié)構(gòu)和無線輸電因傳輸距離不同而使用的傳輸原理。并從傳輸?shù)撵`活性、安全性和經(jīng)濟性三個方面比較了兩種電力傳輸各自的優(yōu)缺點，突出了無線電力傳輸在輸電過程中具有良好的發(fā)展前景。以無線輸電的三種原理，分別闡述了今后主要的發(fā)展方向。

Abstract: The conventional power transmission and wireless power delivery in the transmission principle are introduced, this paper mainly describes the specific structure of conventional power transmission especially overhead line transmission and wireless transmission with different transmission distance by using transmission principle. And from the three aspects of transmission that are flexibility, safety and economy，through comparing the advantages and disadvantages with two kinds of power transmission, the wireless power transmission in the transmission process shows good prospects for development. The three principles of the wireless transmission respectivelydescribe the main development directions.

關(guān)鍵詞 ：電力輸送；架空線路；無線；磁耦合共振

Key words: power transmission；overhead line；wireless；magnetic coupling resonance

中圖分類號：F407.61文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2015）20-0193-03

0引言

電能從被探索、研究，到全面應(yīng)用，在人類歷史上不到300年歷史，卻已極大地推動了人類社會的進步；現(xiàn)今，人們的日常生活以及社會的正常運轉(zhuǎn)，工廠的生產(chǎn)作業(yè)都離不開電能，它與人類息息相關(guān)，是最重要的能源之一。而輸電，即電能的傳輸在該過程中是極其重要的環(huán)節(jié)，是電力整體系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，它與變電、配電和用電一起構(gòu)成整個電力系統(tǒng)[1]。通常，人類所能支配的電能由發(fā)電廠產(chǎn)生，經(jīng)由負荷中心調(diào)控，分配到下級用電單位；這個過程中，輸電將相距幾十至數(shù)千千米不等的發(fā)電廠與負荷中心聯(lián)系起來，使電能的利用超越地域的限制，更加靈活、方便，相較于其他能源的輸送具備效率更高、損耗更低、環(huán)境污染程度小等優(yōu)點。

目前，大規(guī)模建設(shè)的電網(wǎng)電力傳輸，因鋪設(shè)方式與結(jié)構(gòu)形式的不同，可簡單劃分為架空輸電線路輸送和地下輸送線路輸送；架空輸電由線路桿塔、導線、絕緣子等構(gòu)成，架設(shè)在地面之上。地下線路主要是使用電纜，鋪設(shè)在地下或水域下。架空線路以其架設(shè)及維修相對方便，成本也較低優(yōu)勢相對于地下線路造價高、鋪設(shè)難度大、發(fā)現(xiàn)故障及檢修維護等均不方便的缺點，使得采用架空線路輸電是最主要的方式。而地下線路主要用于架空線路架設(shè)困難的地區(qū)，如城市或其他特殊地區(qū)輸電。架空線路輸電是有線電力傳輸主要作業(yè)方式，大部分電力傳輸都涉及該種形式，一般遠距離輸電，需要提高電力電壓進行輸送，如傳輸距離超過50km，輸送電壓要求達到110kV，為高壓輸電，配套的設(shè)備（如變壓器等）設(shè)備要求高，相應(yīng)的使用和維修成大，同時輸電過程存在的較大危險隱患以及維修困難等缺點；容易受到氣象和環(huán)境（如大風、雷擊等）的影響而引起故障，電網(wǎng)的形成需要占用大量土地，超高壓或特高壓交流輸電還會造成電磁干擾等，在如今科技高度發(fā)展，電網(wǎng)覆蓋程度不斷壯大的今天，以出現(xiàn)諸多不便與困擾。

無線電力傳輸是近十年來得到極大重視和不斷研究、發(fā)展的電能傳輸手段，該項技術(shù)早在19世紀中后期就被特斯拉提出，認為可以借用地球本身與大氣來進行遠距離輸電，后來雖然由于資金等原因未能實現(xiàn)[2]，但這一理論研究為無線輸電提供了研究的基石。目前，無線電力傳輸還不是很成熟，在一些領(lǐng)域，尤其是手機、家用電器等用電設(shè)備的供電與充電已研發(fā)出相應(yīng)的產(chǎn)品；但是，如常規(guī)的電力輸送（以架空輸電為例），實現(xiàn)遠距離的基站與基站的電力傳輸還停留在實驗階段或因傳輸效率等問題未能實現(xiàn)大面積使用推廣。在今后的不斷研究中將突破技術(shù)障礙，實現(xiàn)無線輸電電網(wǎng)的改革。目前，最遠的無線傳輸是2015年3月12日，日本三菱重工也宣布，科研人員將10千瓦電力轉(zhuǎn)換成微波后輸送，其中的部分電能成功點亮了500m外接收裝置上的LED燈，說明無線傳輸在取代和應(yīng)用是可能的。

1常規(guī)電力傳輸

常規(guī)電力傳輸是現(xiàn)今電力傳輸?shù)闹饕獙崿F(xiàn)方式，基于電流在導體中傳導，進而傳送電能的基本原理來完成整個過程。其中最主要的架空線路傳輸一般由導線，傳導電流的核心部分；避雷針，置于桿塔頂，減少雷擊的可能，保證輸電線的安全；桿塔，支撐線與避雷針，保證線與線、線與地面之間的距離；絕緣子，使線之間、線與地面之間絕緣；金具，支撐、固定和連續(xù)線與絕緣子；桿塔基礎(chǔ)，確保桿塔不會因為外力或突發(fā)事件（如大風、地陷等）而上拔、下沉或傾倒；拉線，用來平衡導線橫向載荷，減少導線之間張力，降低使用成本；接地裝置，通過基桿塔的接地線或接地體與大地相連，防止雷擊時線路損壞。針對特殊地域（跨河、跨海等）和城市電路輸送，常采用地下輸送線路輸送，可基本消除雷擊影響的可能，不占用可使用土地，但鋪設(shè)和維護成本過高，不適用遠距離輸送，使用范圍窄；除卻與桿塔相關(guān)的構(gòu)建，其余組成與架空線基本相同，增大了絕緣性能，防止電流泄露。

2無線電力傳輸

無線電力傳輸根據(jù)輸電距離可分為三類，即短程無線供電、中短程無線輸電和遠程（超遠程）無線電力傳輸[3-4]。不同的無線輸電方式所采用的原理存在差異，但其基本構(gòu)成基本由五部分組成，分別為電源（發(fā)電設(shè)備）、整流器、逆變器、線圈（可為變壓器或發(fā)射電波線圈）、負載（用電設(shè)備）組成，具體結(jié)構(gòu)如圖1。短程無線供電是基于電磁感應(yīng)原理運作的，最典型的電磁感應(yīng)在輸電中的應(yīng)用是變壓器使用。變壓器由一個磁芯和二個線圈（初級線圈、次級線圈）組成；當初級線圈兩端加上一個交變電壓時，磁芯中就會產(chǎn)生一個交變磁場，從而在次級線圈上感應(yīng)一個相同頻率的交流電壓，電能就從輸入電路傳輸至輸出電路，實現(xiàn)短距離或超短距離電能的傳輸[5]。電磁感應(yīng)突出的特點是帶點端與用電端可為非接觸式連接，其電能發(fā)射端的線圈（連接電源）與接收端的線圈（用電產(chǎn)品），處于兩個分離的裝置中，電能通過感應(yīng)線圈傳送，這類似一個線圈間耦合不緊密的變壓器。

這種變壓器原理適用于供電的防水設(shè)計、不能直接接觸的供電設(shè)計（如人造器官的電池充電）等新型技術(shù)的需求。

中短程無線電力傳輸是基于電磁共振耦合或電磁波射頻的原理實現(xiàn)的，當供電與用電設(shè)備之間的距離大于感應(yīng)線圈直徑的8倍時，此時穿過電磁感應(yīng)線圈的磁感應(yīng)強度大幅削弱，使電能傳輸?shù)男式档投鴩乐赜绊戨娔艿膫鬏敗６姶殴舱耨詈峡蓪崿F(xiàn)超過該距離的電能傳輸，具體而言，整個傳輸系統(tǒng)由兩個主要的線圈構(gòu)成[6]；一個線圈與電源相連向外發(fā)射電磁波，為非輻射型磁場，另一個線圈的固有頻率設(shè)計為磁場頻率相同，振蕩電流最強，而“接收”電磁波，實現(xiàn)電—磁—電的轉(zhuǎn)化，即一個無線的電能傳輸。借用電磁共振耦合的原理完成的無線輸電距離已完全覆蓋了常規(guī)工廠或家庭電器設(shè)施用電和手機等電子設(shè)備充電的需求，使充電和用電變得更加便捷是重要的應(yīng)用方向。

遠程或超遠程無線電力傳輸使用的技術(shù)手段是微波和激光[7]。一般認為以無線電磁波的形式進行遠距離的電力傳輸不太合適，因為理論認為，電波波長越長其定向性越差、彌散性越高。而微波波長在300MHz~300GHz是介于無線電波與紅外線之間，兼具無線電波傳遞方向性好與紅外線衍射（穿透性）的特點，可用于遠距離能量的傳輸；激光具備定向性、高亮度性和高能量性，在忽略阻礙物的條件下，很適合電能的遠距離無線輸送，但穿透性差且由于激光的高能量性可能帶來安全隱患。因而，目前兩種方式以其各自的優(yōu)點在遠程無線電力輸送中都作為研究的方向。

3優(yōu)缺點比較

3.1 靈活性

靈活性即電力輸送距離可靈活變化，對于某一需求電路可直接使用或變化輸電距離時添減材料和設(shè)施可以達到。對于有線電力傳輸，是通過電流在導體內(nèi)傳遞來傳輸電能的，在不考慮超高電壓輸送情形下，一定范圍內(nèi)改變輸送距離，只需設(shè)置對應(yīng)的架空線即可；即便改變距離超過對應(yīng)電壓可輸送的距離，為了降低輸送過程中電能的損耗，提高輸送線路電壓及其安全配到設(shè)施、升高線路距地高度就能滿足輸送要求。具體的各級電壓電力線路合理的輸送功率和輸送距離如表1[8]。

無線電力傳輸根據(jù)傳輸距離的不同所選擇的傳輸工作原理也有差異，短距離——電磁感應(yīng)，中距離——電磁共振耦合，長距離——微波或激光[9]；對于不同距離的電力輸送和供電需求設(shè)計的電力傳輸裝置，其工作原理是預先設(shè)計并固定使用的，用途和適用范圍（距離）不容易改變，針對性強，但使用靈活性較差。同時，由于無線電力傳輸原理多，使用面更廣，對于有線輸電不易或不可能完成的傳輸作業(yè)均可實現(xiàn)，如“免電池”無線鼠標、植入式醫(yī)學器件充技術(shù)、“無尾”電視、外太空能量向地面的輸送等均是無線輸電廣泛應(yīng)用表現(xiàn)形式[10]。

3.2 安全性

常規(guī)電網(wǎng)或家庭、工廠布線都離不開電線與連接元件，防止電線直接裸露在空氣中造成觸電或線與線之間的短路，通常在電線周圍裹上絕緣子等絕緣體。但是用電與輸電時刻發(fā)生在人們的周圍，大量的電線與插座等在絕緣子老化后，很可能造成觸電或短路的危險，嚴重影響使用安全。而無線電力傳輸?shù)闹饕N均是以電——磁（電磁波或磁場）——電的形式傳遞，讓“電流”通過空氣或其他介質(zhì)傳播，不會使使用者或處于介質(zhì)的人員有觸電的感覺，且無線電力傳輸技術(shù)不產(chǎn)生輻射，部分已無線電力傳輸研發(fā)的產(chǎn)品其安全性已經(jīng)通過FCC、IEEE和CCC等標準認證，不會產(chǎn)生危險，避免了帶電插拔、電源線短路等等可能的安全隱患。如2008年8月英特爾信息峰會上演示了采用電磁共振耦合的原理隔空1m為60W等泡供電，雖然效率只有75%，但基本滿足日常燈泡供電的距離需求，不會因為布置電線而存在任何隱藏的危險。在確保安全性的前提下，中短程無線供電方式將可以徹底解決家庭、工廠布線凌亂、電器位置固定、插座破壞建筑布置美觀等等問題，具備可靠地安全保障[11]。

3.3 經(jīng)濟性

短程電磁感應(yīng)中的磁場，中程或遠程的電磁波（微波和激光可視為電磁波）傳播過程中不需要介質(zhì)，甚至在真空中的速度接近光速。電力傳輸只需鋪設(shè)發(fā)射端和接收端，兩端主要部件均由調(diào)理電路和線圈組成，檢查兩端是否能正常工作即可維護整個輸電線路，成本較低。而常規(guī)的有線電力傳輸過程需要借助介質(zhì)，一般為金屬介質(zhì)，雖然在傳播速度同樣接近光速，但傳播距離和傳播效率受介質(zhì)影響。電網(wǎng)中使用較多的為架空線路，其使用的介質(zhì)導線材質(zhì)常使用的有三種材料——銅、鋼和鋁。以傳遞過程中的電壓、傳輸距離及最大負載作為使用材質(zhì)選擇條件，使用最多的銅芯鋁絞線，電壓越高，導線截面越大。傳輸線路的鋪設(shè)成本隨距離的增加而增加，隨電壓的增加而增加。以銅芯鋁絞線為例，由于傳輸距離的改變，承載功率由10kW增長到35kW，線截面積對應(yīng)的由1mm2增加到6mm2。不僅如此，對于架空線路而言，配套的配電、桿塔和其他安全設(shè)施也極大提高了成本。電壓提高時，相應(yīng)的設(shè)備，尤其是與安全與傳遞效率相關(guān)的設(shè)備，成本呈幾何線增漲。架空線大部分鋪設(shè)在野外，而且高壓輸電桿塔較高，對于維護和修理的難度很大、成本較高。

4無線輸電的發(fā)展前景與方向

無線輸電作為一種新型的技術(shù)還不太成熟，在傳輸效率與功率上還需進一步的高[12]。以磁感應(yīng)原理的無線電力傳輸由于距離的限制，目前只應(yīng)用于供電、用電部分距離很近的情形，如變壓器和芯片信息識別等。中程的“磁耦合共振”是最可能替代目前架空線路的無線傳輸技術(shù)，其傳輸?shù)木嚯x和效率與兩端線圈大小直接相關(guān)，實現(xiàn)兩端線圈完美共振，并研發(fā)能提高傳輸距離與傳輸功率的線圈結(jié)構(gòu)，將會對無線電力傳輸有著極大地推廣作用；其次，工廠用電機械、家用電器、手機等用電設(shè)備的充電與電源之間的距離在“磁耦合共振”輸電的距離之內(nèi)，借用“磁耦合共振”代替?zhèn)鬏攲Ь€、簡化傳輸結(jié)構(gòu)、提高使用安全為當前及今后無線輸電的主要研究路線。隨著科技的發(fā)展，對能源的需求與日俱增，地球能源有限，從太空獲取額外的能源并輸送到地面是將來發(fā)展的必然趨勢，而遠程的無線輸電成了必要的基礎(chǔ)，對微波與激光輸電效率以及輸電環(huán)境適應(yīng)性成為今后的研究方向。

參考文獻：

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第4篇：無線電的用途范文

[關(guān)鍵詞] 電磁波波長應(yīng)用

變化的電磁場在空間的傳播稱為電磁波。電磁波在各個領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，并由此創(chuàng)造著越來越大的經(jīng)濟價值。

一、電磁波的產(chǎn)生

任何LC振蕩電路原則上都可以作為發(fā)射電磁波的振源，但要想有效地把電路中的電磁能發(fā)射出去，除了電路中必須有不斷的能量補給之外，還必須具備以下條件。

1.頻率必須夠高。電磁波在單位時間內(nèi)輻射的能量是與頻率的四次方成正比的，只有振蕩電路的固有頻率越高，才能越有效地把能量發(fā)射出去。要加大固有頻率，必須減小電路中的L和C的值。

2.電路必須開放,LC振蕩電路是集中性元件的電路，即電場和電能都集中在電容元件中，磁場和磁能都集中在自感線圈中。為了把電磁場和電磁能發(fā)射出去，必須把電路加以改造，以便電、磁場能夠分散到空間里。

為此，我們沒想把LC振蕩電路加以改造。改造的趨勢是使電容器的極板面積越來越小，間隔越來越大，而自感線圈的匝數(shù)越來越少，這一方面可以使C和L的數(shù)值減小，以提高固有頻率；另一方面是電路越來越開放，使電場和磁場分布到空間中去。最后振蕩電路完全演化為一根直導線，電流在其中往復振蕩，兩端出現(xiàn)正負交替的等量異號電荷。這樣一個電路叫做振蕩偶極子(或偶極振子)，它已適合于做有效地發(fā)射電磁波的振源了。實際中廣播電臺或電視臺的天線，都可以看成是這類偶極振子。

二、電磁波的分類

自從赫茲應(yīng)用電磁振蕩的方法產(chǎn)生電磁波，并證明電磁波的性質(zhì)與光波的性質(zhì)相同以后，人們又進行了許多實驗，不僅證明光是一種電磁波，而且發(fā)現(xiàn)了更多形式的電磁波。1895年倫琴發(fā)現(xiàn)了一種新型的射線，后來稱之為X射線；1896年貝克勒耳又發(fā)現(xiàn)放射性輻射。科學實踐證明，X射線和放射性輻射中的一種γ射線都是電磁波。這些電磁波本質(zhì)上完全相同，只是頻率或波長有很大差別。例如光波的頻率比無線電波的頻率要高很多，而X射線和γ射線的頻率則更高。為了對各種電磁波有個全面了解，我們可以按照波長或頻率的順序把這些電磁波排列起來，這就是所謂電磁波譜。

無線電波由于輻射強度隨頻率的減少而急劇下降，因此波長為幾百千米(107厘米)的低頻電磁波通常不為人們注意，實際中用的無線電波是從波長λ約幾千米(相當于頻率在幾百千周左右)開始。波長在3千米～50米(頻率100千周～6兆周)范圍，屬于中波段，波長在50米～10米(頻率在6～30兆周)范圍為短波，波長在10米～1厘米(頻率在30～3萬兆周)甚至到達1毫米(頻率為3X106兆周)以下的則為超短波(或微波)(有時按照波長的數(shù)量級大小也常出現(xiàn)米波、分米波、厘米波、毫米波等名稱)。

可見光的波長范圍很窄，λ大約在7.6厘米～4.0X10-5厘米之間(在光譜學中習慣于采用另一個長度單位――埃()來計算波長，1月=10-8厘米，用?來計算，可見光的波長約在7600～4000范圍內(nèi))。從可見光向兩邊擴展，波長比它長的稱為紅外線，波長大約從7600直到十分之幾毫米，它的熱效應(yīng)特別顯著；波長比可見光短的稱為紫外線，波長從4000～50，它有顯著的化學效應(yīng)和熒光效應(yīng)。紅外線和紫外線，都是人類的視覺所不能感受的，只能利用特殊的儀器來探測。無論可見光、紅外線或紫外線，它們都是由原子或分子等微觀客體的振蕩所激發(fā)的。近年來，一方面由于超短波無線電技術(shù)的發(fā)展，無線電波的范圍不斷朝波長更短的方向進展；另外一方面由于紅外技術(shù)的發(fā)展，紅外線的范圍不斷朝波長更長的方向擴充。目前超短波和紅外線的分界已不存在，其范圍有一定的重疊。

X射線可用高速電子流轟擊金屬靶得到，它是由原子中的內(nèi)層電子發(fā)射的，其波長范圍約在102～10-2之間。隨著X射線技術(shù)的發(fā)展，它的波長范圍也不斷朝著兩個方向擴充。目前在長波段已與紫外線有所重迭，短波段已進入γ射線領(lǐng)域。放射性輻射γ射線的波長是從1左右算起，直到無窮短的波長。

從這里我們看到，電磁波譜中上述各波段主要是按照得到和探測它們的方式不同來劃分的。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，各波段都已沖破界限與其他相鄰波段重疊起來。目前在電磁波譜中除了波長極短(10-4～10-5以下)的一端以外，不再留有任何未知的空白了。

三、電磁波的應(yīng)用

無線電的波段劃分及主要用途列表如下：

生產(chǎn)中常用紅外線的熱效應(yīng)來烘烤物體，紅外線雖然看不見，但可以通過特別的透鏡或棱鏡成像或散色，是特別的底片感光；還可以通過圖像變換器轉(zhuǎn)換為可見的像。根據(jù)這些性質(zhì)，可進行紅外照相，并可制成夜視儀器在夜間觀察物體。紅外雷達、紅外通迅等在軍事上均有重要用途。另外，由于物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)和化學成份與它所能吸收的紅外線的波譜有密切關(guān)系，因此，研究物質(zhì)對紅外線的吸收情況可以分析物質(zhì)的組成和分子結(jié)構(gòu)。紅外線還被用于偵破技術(shù)中。紫外線有明顯的生理作用，醫(yī)療上可以用來殺菌，農(nóng)業(yè)上常用黑光燈發(fā)出的紫外線來誘捕害蟲。

第5篇：無線電的用途范文

關(guān)鍵詞 接地;屏蔽;電磁干擾源;電磁兼容

中圖分類號TN6 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2010)22-0126-02

0 引言

隨著科學技術(shù)的飛躍發(fā)展,電子設(shè)備的應(yīng)用越來越廣泛,已經(jīng)進入到人們生活的各個領(lǐng)域,其結(jié)果是,在電子設(shè)備周圍空間產(chǎn)生的電磁場越來越強,所以,我們不可避免地面臨著要解決好電子設(shè)備在電磁場中的適應(yīng)能力。使電子設(shè)備在一起工作時,不會造成各設(shè)備無法正常工作或者工作性能降低。

1 電磁干擾源種類

電磁干擾源主要有外部干擾源和內(nèi)部干擾源兩種。外部干擾是指來自電子設(shè)備以外的干擾,主要有:外部高電壓、大功率設(shè)備、空間電磁波、工業(yè)電網(wǎng)供電設(shè)備和電源變壓器。內(nèi)部干擾是指來自電子設(shè)備內(nèi)部各元件之間的相互干擾,主要有:線路的分布電容、漏電的絕緣電阻、地線和傳輸導線的阻抗互相耦合或?qū)Ь€之間的互感、元件發(fā)熱而影響元件本身或其它元件造成的干擾。

2 電磁兼容設(shè)計及原理

2.1 接地

接地是電子設(shè)備的一個很重要環(huán)節(jié),其作用主要有以下3個:保證電路系統(tǒng)能穩(wěn)定地干作;防止外界電磁場的干擾;保證設(shè)備安全和人身安全。接地是將電力系統(tǒng)或電氣裝置的某一部分經(jīng)接地線連接到接地極。“電氣裝置”是一定空間中若干相互連接的電氣設(shè)備的組合。“電氣設(shè)備”是發(fā)電、變電、輸電、配電或用電的任何設(shè)備,例如電機、變壓器、電器、測量儀表、保護裝置、布線材料等。電力系統(tǒng)中接地的一點一般是中性點,也可能是相線上某一點。

2.2 屏蔽

屏蔽是采用一種局部或完整的包圍體減少電磁場向指定區(qū)域穿透。其目的有兩方面:一是防止外來的輻射進入某一區(qū)域;二是控制內(nèi)部輻射區(qū)的電磁場,不使越出某一區(qū)域。根據(jù)電磁場性質(zhì)來,屏蔽可分為有電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁場屏蔽3種。屏蔽體材料及結(jié)構(gòu)的選擇取決于屏蔽性質(zhì)的類別及要求其原則是:

1)干擾源頻率較低時,采用高導磁率材料,使磁力線限制在屏蔽體內(nèi)部,防止擴散到外面去;2)干擾源頻率較高時,采用低電阻率金屬材料,使其產(chǎn)生的渦流與外來電磁波相抵消,來達到屏蔽的效果;3)若要求更高時,可采用多層屏蔽體。

2.3 濾波

濾波的作用是將信號中有用頻率波段以外部分濾除,以便抑制和防止干擾。濾波器的種類主要有:高通濾波器(允許信號中較高頻率的成分通過)、低通濾波器(允許信號中較低頻率的成分通過)和帶通濾波器(允許信號中某個頻率范圍內(nèi)的成分通過)3種。

另外,象接點網(wǎng)絡(luò),整形電路,積分電路和選通電路都可以有效地抑制和防止干擾,可以根據(jù)具體情況選用。

3 典型電磁兼容問題解決

電子設(shè)備正朝著“輕、薄、小”、智能化和低成本化方向發(fā)展,因此,塑料機箱、塑料部件已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于電子設(shè)備上,這樣,一方面,外界干擾信號很容易穿透外殼進入到設(shè)備里的電子電路上,設(shè)備的正常工作因此受到了干擾;另一方面,設(shè)備本身產(chǎn)生的電磁波也很容易輻射到周圍空間,影響其它設(shè)備的正常工作。為了解決這問題,通過長期地探索,已經(jīng)研究出塑料金屬化處理的工藝方法,主要有:真空鍍、電鍍、濺射鍍鋅和涂覆導電涂料等。經(jīng)過金屬化處理之后,使塑料表面(或塑料本身)具有金屬那樣反射、吸收、傳導和衰減電磁波的特性,從而起到屏蔽干擾作用。

由于電子設(shè)備應(yīng)用相當廣泛,各種設(shè)備的輻射也越來越復雜,要想完全消除電磁干擾是不可能的。但是,可以使電磁干擾控制到一定范圍內(nèi)(實踐證明,如果能達到(30~40)分貝以上衰減的話就是可行的),從而保證系統(tǒng)或設(shè)備的兼容性。

4 電磁干擾標準

近年來,我國參照干擾特別委員會(CISPR)制訂的電磁干擾EMI標準,制定了一系列適合中國實際情況的標準和規(guī)范。例如:

基礎(chǔ)類標準

GB/T 4365--1995電磁兼容術(shù)語

GB/T 6113--1995無線電干擾和抗擾度測量設(shè)備規(guī)范

GB 3907--83*工業(yè)無線電干擾基本測量方法

GB 4859--84*電氣設(shè)備的抗干抗擾度性基本測量方法

GB/T 15658--1995城市無線電噪聲測量方法

通用類標準

GB 8702--88電磁輻射防護規(guī)定

GB/T 13926.1--92 工業(yè)過程測量和控制裝置的電磁兼容性總論

GB/T 13926.2--92 工業(yè)過程測量和控制裝置的電磁兼容性靜電放電要求

GB/T 13926.3--92工業(yè)過程測量和控制裝置的電磁兼容性輻射電磁場要求

GB/T 13926.4--92工業(yè)過程測量和控制裝置的電磁兼容性電快速瞬變脈沖群要求

GB 4343--1995家用和類似用途電動、電熱器具,電動工具以及類似電器無線電干擾特性測量方法和允許值

GB 9254--88信息技術(shù)設(shè)備的無線電干擾極限值和測量方法

GB 15540--1995陸地移動通信設(shè)備電磁兼容技術(shù)要求和測量方法

5 結(jié)論

要做到各種電子設(shè)備之間的電磁兼容是一項復雜而艱巨的技術(shù)任務(wù),解決該問題的方法也會隨著科學技術(shù)的發(fā)展而有所更新。但是,我們要掌握好電磁兼容的基本原理,認真思考,認真分析,并通過嚴謹?shù)膶嶒?總能夠找到合適的解決方法的。

參考文獻

[1]梁振光.電磁兼容原理、技術(shù)及應(yīng)用.機械工業(yè)出版社.

第6篇：無線電的用途范文

 

電子產(chǎn)品自供電：

 

將動能轉(zhuǎn)化為電能

 

電子設(shè)備能自己給自己供電，這并不全是夢想。如果佐治亞理工學院納米科學研究小組的材料科學教授王中林能如愿以償，也許真的很快就不用更換電池或給電池充電了。王教授在佐治亞理工學院的小組設(shè)計出了發(fā)電量足以為微型設(shè)備供電的微型發(fā)電機。這種納米發(fā)電機(簡稱HONG)可通過比指甲還小的柔性芯片，產(chǎn)生2?10伏的電壓。

 

研究人員先是設(shè)計出一排微小的氧化鋅(ZnO)纖維，即納米線，每一根比人的頭發(fā)還細。這一排排纖維嵌入到金屬電極和塑料聚合物組成的多層結(jié)構(gòu)中，從而形成柔性的納米線“夾層”。在電子顯微鏡下，一股股納米線就像是超小刷子的刷子毛，它們具有很神奇的特性：一旦被移動或受擠壓，就會產(chǎn)生一股細微的電流。把無數(shù)納米線放在一起，就能獲得足夠的電流為設(shè)備供電，從而不需要使用外部電源。

 

到目前為止，HONG設(shè)備已用于點亮LED燈、為計算器的液晶屏和實驗室的原始電子設(shè)備供電。這僅僅是個開始，王教授的小組還在致力于研制可以給無線設(shè)備供電的HONG，他們目前正在研究的項目是研制用途廣泛的自供電環(huán)境傳感器，其中一個是研制可以嵌入到橋梁中的傳感器。

 

由于外面裹著混凝土，更換傳感器里面的電池并非易事，而如果里面有HONG發(fā)電機，橋梁上開過的汽車或卡車引起的震動可以為傳感器供電。這個項目的最終目的是，每隔半小時讓傳感器(和橋梁中的眾多傳感器)將有關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送到接收站以便分析。如果傳感器顯示橋梁面臨倒塌的危險，就可以封橋，防止發(fā)生災(zāi)難，從而避免2007年明尼阿波利斯的密西西比河大橋發(fā)生的倒塌事件。

 

雖然納米發(fā)電機不大可能產(chǎn)生足夠的電力，為像計算機或電視機這樣的大型電子設(shè)備供電，但是眾多小設(shè)備最終有望完全或部分由HONG芯片來供電。預計2013年之前有望出現(xiàn)自供電的手機、數(shù)字音樂播放器，甚至只要通過擊鍵就能供電的無線鍵盤。

 

王教授表示，給設(shè)備加裝納米發(fā)電機的成本會很低，因為氧化鋅是一種常見材料，而且，HONG用現(xiàn)有的半導體工藝技術(shù)就能制造，不過需要對工藝技術(shù)做一些改進。另外，HONG芯片可以部分或完全不需要電池，因而有望降低某些產(chǎn)品的成本——電池是任何手機或音樂播放器中成本最高的部件之一。

 

王教授研究小組的成員還在試驗不大常見、產(chǎn)生電量可能更大的壓電化合物，如鋯鈦酸鉛，但工藝難度可能更大。

 

結(jié)論就是，對于我們身邊的許多電子設(shè)備來說，交流電電源插座和充電器橫行的日子也許到頭了。王教授說：“運動無處不在，等著被我們用來供電，我們要做的就是把它利用起來。”

 

無線供電：

 

來自空中的電力

 

100年前，電氣天才尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)對于今天我們習以為常的許多技術(shù)從事了開創(chuàng)性的研究開發(fā)工作，從X射線、交流電、高效電動機和發(fā)電機到無線電設(shè)備的前身，不一而足，但是他用無線電波在空中輸送電力、為各種電氣設(shè)備供電的嘗試卻慘遭失敗。

 

如今，一家名為Powercast的公司正在做特斯拉當初夢想的事：通過無線電波來輸電。該公司的市場營銷和業(yè)務(wù)開發(fā)副總裁Harry Ostaffe說：“我們實際上繼承了特斯拉未竟的事業(yè)。在更新電池成本高昂或難度很大的場合，我們通過無線輸電來為設(shè)備供電。”

 

這項名為能量收集的技術(shù)使用該公司研發(fā)的書本大小的發(fā)射機，以915MHz的射頻將1瓦或3瓦的電能送到空中。在接收端，該公司設(shè)計的芯片能從空中收集能量，然后將射頻能量轉(zhuǎn)換成直流電。

 

眼下，Powercast有兩種芯片：一種芯片在近距離下效果最好，最多可輸出4.2伏的持續(xù)電力，直接為功耗很小的設(shè)備供電或給電池充電。另一種芯片可以用在離發(fā)射機較遠的地方，產(chǎn)生高達5.25伏的間歇性脈沖，用于直接為低功耗設(shè)備供電。

 

這些芯片可以從空中收集小量的可用能量，從微瓦到毫瓦不等。據(jù)Ostaffe介紹，雖然這么小的能量不足以滿足MP3播放器或手機的需要，但是對于像Kindle電子書閱讀器這些耗電量很小的設(shè)備來說綽綽有余。 目前，Powercast正致力于為負責監(jiān)控的各種傳感器供電：從煉油廠的溫度和壓力傳感器到家庭和辦公室的煙霧報警器，它們都可以用Powercast的技術(shù)實現(xiàn)無線供電。

 

該公司的最終目標是研發(fā)出能夠從周圍能量源(如Wi-Fi信號)收集可用能量的技術(shù)。而現(xiàn)在，它的系統(tǒng)需要發(fā)射機才能工作，這意味著它受到距離的限制。

 

Ostaffe開玩笑地說：“我們的頭號敵人是平方反比定律。”這個基本物理定律描述了從點源(如燈光，向外輻射的能量如何隨著距離減弱。如果你離發(fā)射機比較遠，接收器所能收集的能量就會迅速減弱。

 

他說：“眼下，我們的有效距離是大約40?45英尺。”這個距離足以覆蓋房子的一部分或大樓的幾間辦公室。如果是常見的辦公場地，每4萬平方英尺的面積可能需要10?15臺發(fā)射機，架設(shè)在大樓周圍，而天線對著中央。

 

Powercast并不是惟一一家在開發(fā)射頻量能轉(zhuǎn)換成直流電技術(shù)的公司，日本電業(yè)工作公司也一直在研發(fā)一種依靠特殊整流天線的類似系統(tǒng)。不過，Powercast認為比競爭對手領(lǐng)先一步，表示其芯片已準備好集成到產(chǎn)品中。

 

Powercast希望到2012年，可以推出永不需要更換電池的家用煙霧探測器。該公司還一直在致力于縮小發(fā)射機的尺寸，以供家庭使用。Ostaffe設(shè)想到時能做出如同夜間照明燈大小的微型發(fā)射機，電力足夠強，可以為一戶中等大小的家庭里面的煙霧報警器供電。

 

不過，無線供電技術(shù)要進入主流應(yīng)用階段還有待時日。雖然Powercast已準備好了設(shè)計和芯片，但需要廠商來生產(chǎn)實際產(chǎn)品，并銷售給消費者或公司用戶。

 

自愈合電池：

 

實現(xiàn)電池實時修復

 

眾所周知，手機、平板電腦和筆記本電腦用了幾年后，電池會損壞，必須更換;或者設(shè)備摔過后，電池短路，那樣就必須更換了。而一旦設(shè)備本身不允許用戶自己更換電池(如iPhone、iPad及其他平板電腦)，你只好把整個設(shè)備送回到廠商去更換電池，費事又費錢。

 

伊利諾伊大學厄巴納尚佩恩分校貝克曼先進科技研究所的科學家們有一個更好的主意，以Scott White教授為首的研究人員的辦法是讓電池自我修復，而用戶可能根本不知道電池有啥問題。

 

鋰離子電池放電的原理是，將電子從鋰基陰極移動到電池芯的陽極。電源給電池充電時，電子的移動過程恰好相反。使用一段時間后因老化或者如果電池突然受到撞擊，電池芯就會受損，導致致命的短路。這時候，你就只好買一塊新電池了。White的解決辦法是，給電池的陰極涂上無數(shù)微球體，里面充滿了黏糊糊的銦化鎵。關(guān)鍵在于，這些小球體受擠壓(如設(shè)備摔地時)或溫度升高(如電池短路時)，就會裂開來。

 

White解釋：“我們可以通過機械力、溫度或酸堿度來觸發(fā)小球體。一旦出現(xiàn)受損，小球體會釋放里面的東西，這時就會出現(xiàn)愈合反應(yīng)。”

 

銦化鎵會迅速流入填補空隙，以修復短路，電池可以最快在40微秒內(nèi)恢復如初。在大多數(shù)情況下，電池的控制電子部件在這么短時間內(nèi)甚至來不及關(guān)閉電池。White補充說：“我們可以恢復導電性，而且是瞬間完成的。”

 

眼下，小球體方法只能用一次，要是設(shè)備再摔一次，那就沒救了，但White表示，其小組正在設(shè)法采用幾種不同的材料，以便可以對電池多次修復。筆記本電腦電池每年大約充電100?150次，一般3年后，就需要更換了，使用貝克曼先進科技研究所的技術(shù)，以后有望看到可以用10年的電腦電池。

 

自愈合電池何時會出現(xiàn)在市面上?對此White持謹慎態(tài)度，他表示小球體方法仍處于實驗室階段。不過，他說，給電池加裝小球體不會干擾電池的制造，也不會大幅增加電池芯的成本。

 

他補充說，從長遠來看，這種方法可以用來修復各種各樣的電子產(chǎn)品，甚至是電動汽車的電池，當我們還不知道電池已壞時就已得到了順利修復。White的下一個目標是支撐電力網(wǎng)正常運轉(zhuǎn)的電源變壓器和電容器。如果他的小組取得成功，有朝一日將會徹底告別電源故障。

第7篇：無線電的用途范文

[關(guān)鍵詞] 無線射頻識別 編碼體系 碼分多址 表面聲波濾波器

信息化建設(shè)的基礎(chǔ)是基本的現(xiàn)實數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的完備和真實與否，直接關(guān)系到信息化建設(shè)的成敗。自動識別技術(shù)，就是在信息化建設(shè)中，根據(jù)現(xiàn)實數(shù)據(jù)，利用計算機系統(tǒng)進行信息化數(shù)據(jù)自動采集的一種集計算機、光磁物理、機電、通信技術(shù)為一體的高新信息技術(shù)，條形碼技術(shù)就是其中一種。但是近年來，由于條形碼本身具有一些缺陷，人們一直在探求一種更新更完善的信息解決方案。RFID電子標簽此時應(yīng)運而生。RFID無線射頻識別技術(shù)是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，是自動識別技術(shù)的一種高級形式,它具有防水、防磁、耐高溫，標簽上數(shù)據(jù)可加密，存儲量大，可讀寫，穿透力強，識別距離遠，識別速度快，使用壽命長，環(huán)境適應(yīng)性好等特點，除此之外，還可以實現(xiàn)多標簽的同時識別，避免了條形碼的局限。RFID技術(shù)可廣泛應(yīng)用于供應(yīng)鏈管理，門禁安防系統(tǒng)，物流系統(tǒng)，身份識別系統(tǒng)，物品監(jiān)控系統(tǒng)，金融收費，生產(chǎn)自動化等領(lǐng)域。特別是近年來隨著零售和物流行業(yè)信息化的不斷深入，這些行業(yè)越來越依賴于應(yīng)用信息技術(shù)來控制庫存、改善供應(yīng)鏈管理，降低成本，提高工作效率。

一、RFID系統(tǒng)的工作原理

1.RFID系統(tǒng)的組成

RFID系統(tǒng)主要包括：電子標簽(Tag)：由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有惟一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象；當受無線電射頻信號照射時，能反射回攜帶有數(shù)字字母編碼信息的無線電射頻信號，以供讀頭處理識別；閱讀器(Reader)：用以產(chǎn)生發(fā)射無線電射頻信號并接收由電子標簽反射回的無線電射頻信號，經(jīng)處理后獲取標簽數(shù)據(jù)信息；微型天線(Antenna)：在標簽和讀頭間傳遞射頻信號；網(wǎng)絡(luò)與工作站等。

2.RFID系統(tǒng)的工作原理

RFID系統(tǒng)在實際應(yīng)用中，電子標簽附著在待識別物體的表面，電子標簽中保存有約定格式的電子數(shù)據(jù)。讀頭可無接觸地讀取并識別電子標簽中所保存的電子數(shù)據(jù)，從而達到自動識別物體的目的。讀頭通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號，當標簽進入磁場時產(chǎn)生感應(yīng)電流從而獲得能量，發(fā)送出自身編碼等信息，被讀頭讀取并解碼后送至計算機進行有關(guān)處理。在電磁場系統(tǒng)中，讀頭發(fā)出一個電磁波，電磁波以一個球形波向前傳播。電子標簽位于電磁場中，淹沒在這樣傳播的電磁波中并從電磁波中收集一些能量。在任何一個點上，可用能量的大小與該點距發(fā)射機的距離有關(guān)，讀頭必須在可閱讀的距離范圍內(nèi)產(chǎn)生一個合適的能量場以激勵電子標簽。

二、RFID系統(tǒng)的分類

依采用頻率的不同，RFID系統(tǒng)可分為低頻、高頻、超高頻和微波系統(tǒng)。低頻系統(tǒng)一般工作在100kHz～500kHz，高頻系統(tǒng)工作在10MHz～15MHz，超高頻系統(tǒng)工作在850MHz～960MHz，微波系統(tǒng)工作在2.4GHz～5GHz頻段。低頻系統(tǒng)用于短距離、低成本的應(yīng)用，如多數(shù)的門禁控制、動物監(jiān)管、貨物跟蹤；高頻系統(tǒng)用于門禁控制和需傳送大量數(shù)據(jù)的場合；超高頻系統(tǒng)應(yīng)用于需要較長的讀寫距離和高的讀寫速度的場合，像火車監(jiān)控，高速公路收費等系統(tǒng)，但天線波束較窄價格較高。

1.根據(jù)電子標簽獲取電能的方式，RFID系統(tǒng)可分為有源系統(tǒng)和無源系統(tǒng)

有源式電子標簽通過標簽自帶的內(nèi)部電池進行供電，它電能充足，工作可靠性高，信號傳送的距離遠。無源式標簽內(nèi)部不帶電池，需靠天線接收到特定的電磁波，由線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，再經(jīng)過整流穩(wěn)壓后作為工作電壓。無源式標簽具有永久的使用期，常用在標簽信息需要每天讀寫或頻繁讀寫多次的地方，而且它支持長時間的數(shù)據(jù)傳輸和永久性的數(shù)據(jù)存儲，再加上它的價格、體積和方便性，決定了它是電子標簽的主流。

2.根據(jù)電子標簽內(nèi)保存信息的注入方式可將RFID系統(tǒng)分為集成電路固化式、現(xiàn)場有線改寫式和現(xiàn)場無線改寫式三大類

集成電路固化式即通常所講的只讀標簽，其內(nèi)部只有只讀存儲器ROM，ROM中存儲著生產(chǎn)商代碼和無重復的序列碼。由于每個電子標簽都有惟一碼，這個惟一碼又存放在 ROM中，所以標簽就沒有可仿制性;現(xiàn)場有線改寫式電子標簽一般將電子標簽保存的信息寫入其內(nèi)部的存貯區(qū)，改寫時需要專用的編程器或?qū)懭肫鳎膶戇^程中必須為其供電；現(xiàn)場無線改寫式電子標簽一般適用于有源類電子標簽，具有特定的改寫指令，電子標簽內(nèi)保存的信息位于其中的存貯區(qū)。一般情況下改寫標簽數(shù)據(jù)所花費的時間遠大于讀取標簽數(shù)據(jù)所花費的時間。常規(guī)改寫花費的時間為秒級，閱讀花費的時間為毫秒級。

3.根據(jù)標簽的數(shù)據(jù)調(diào)制方式可將RFID系統(tǒng)分為主動式、被動式和半主動式三類

一般來講，有源系統(tǒng)為主動式，無源系統(tǒng)為被動式。主動式系統(tǒng)用自身的射頻能量主動地發(fā)送數(shù)據(jù)給讀頭，調(diào)制方式可分為調(diào)幅、調(diào)頻或調(diào)相；被動式系統(tǒng)使用調(diào)制散射方式發(fā)射數(shù)據(jù)，它必須利用讀頭的載波來調(diào)制自己的信號，而且讀頭可以確保只激活一定范圍內(nèi)的RFID系統(tǒng)，適用于門禁或交通系統(tǒng);半主動式RFID系統(tǒng)又稱電池支援式反向散射調(diào)制系統(tǒng)，它本身也帶有電池，只起到對標簽內(nèi)部數(shù)字電路供電的作用，而不通過自身能量主動發(fā)送數(shù)據(jù)，只有被讀頭的能量場“激活”時，才通過反向散射調(diào)制方式傳送自身數(shù)據(jù)。

三、RFID應(yīng)用架構(gòu)

RFID應(yīng)用參考架構(gòu)由下列四層組成：閱讀器層、邊緣層、集成層和應(yīng)用層。閱讀器層位于架構(gòu)的最底層，閱讀器經(jīng)常由觸發(fā)器控制，每秒讀取標簽上百次。無論何時，可設(shè)定IP地址的閱讀器都由一個且只能由一個邊緣服務(wù)器控制，以避免出現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)分區(qū)相關(guān)的問題；邊緣層，邊緣服務(wù)器定期輪詢閱讀器(例如，每秒兩次)，以消除重復操作，并執(zhí)行過濾和設(shè)備管理。邊緣服務(wù)器還產(chǎn)生ALE事件并將事件發(fā)送到集成層。在發(fā)送消息時，通常需要“一次成功”的消息語義來保證消息傳且只傳一次；集成層接收多個ALE事件，并將它們合并到工作流中，工作流會作為更大業(yè)務(wù)流程的一部分與多個不同系統(tǒng)和人員接觸。集成層使用基于標準的JCA適配器與打包應(yīng)用（如庫存管理或產(chǎn)品信息管理系統(tǒng)）交互。該層還通過控件與系統(tǒng)協(xié)作。控件是一種開放源框架，它提供抽象層，將后端組件表示為可重用組件。

四、RFID技術(shù)面臨的主要問題

1.RFID中間件技術(shù)

RFID中間件又稱RFID管理軟件，它既可以消除不同來源RFID標簽的差別，把這些標簽的數(shù)據(jù)進行整合，十分有利于建立靈活的、配置可變的RFID系統(tǒng)；又可以及早過濾掉無效的RFID數(shù)據(jù)，從而使RFID項目的開發(fā)速度加快，系統(tǒng)投入使用的時間縮短。RFID中間件技術(shù)拓展了基礎(chǔ)中間件的核心設(shè)施和特性，屏蔽了RFID設(shè)備的多樣性和復雜性，能夠為后臺業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供強大的支撐，從而驅(qū)動更廣泛、更豐富的 RFID的應(yīng)用。更重要的一點是，它還繼承了傳統(tǒng)中間件在安全方面的優(yōu)勢，幫助RFID應(yīng)用削減了安全隱患。

2.長距離非UHF標簽

眾所周知，大多數(shù)國家對無線頻率都進行了管制，RFID難以在超過1米的范圍之外發(fā)揮作用，除非使用UHF（超高頻，即900MHz左右的免許可頻率）。盡管UHF RFID的性能還不錯，但是如果附近有水或金屬，其性能就難以保證。加上歐洲軍方和其他既得利益集團阻止UHF無線規(guī)范制定者批準更高的功率和帶寬，極大地限制了讀頭間接口的范圍和控制，業(yè)界很快就把目光轉(zhuǎn)向了傳統(tǒng)HF和微波系統(tǒng)的提高上。這些提高包括：

(1)帶有密碼保護功能的HF標簽的讀取距離具有可控性，與UHF標簽相比對水和金屬的耐受度更高。

(2)采用了新方法來擴展HF RFID標簽的讀取距離，有時可以擴展到10米。

(3)用表面聲波芯片代替RFID標簽中的硅芯片。這些表面聲波芯片沒有電壓范圍的限制，它們無需另外的傳感器就可感應(yīng)溫度，并且也更加容易制造。

尤其是SAW（表面聲波）RFID，其芯片獨特的物理特性可以解決RFID的一些主要問題，如標簽與讀頭相互距離較大時的可靠讀取、不讓讀取信號被液體和金屬阻斷等。它還通過多路訪問可擴展頻譜信號實現(xiàn)了關(guān)鍵信號處理功能（如多標簽讀取），進一步優(yōu)化了整個系統(tǒng)的成本。此外，這種信號在具備高速讀取速度的同時，還具有較高的抗干擾性，與其他RFID系統(tǒng)和讀頭也有較好的頻譜相容性。與UHF不同的是，目前它在全世界都可以合法的操作，不需要等待歐洲、中國和其他國家的無線管制。

五、結(jié)束語

目前美國的大型物流公司、零售商店、醫(yī)藥公司都在陸續(xù)試用這種短距離無線通信技術(shù)，主要用于對貨物或商品的質(zhì)量、數(shù)量的控制，以及對庫存更精確、安全、有效的管理。中國的RFID應(yīng)用主要集中在中低頻領(lǐng)域(工作頻率小于30MHz)，如身份識別、安全門禁、電子購票、交通等領(lǐng)域。如果能把該功能集成到手機上，使其成為人們購物結(jié)算的工具，那么移動運營商就有希望從行業(yè)合作中獲得新的收益。未來的世界，RFID將無所不在。

參考文獻：

[1]游戰(zhàn)清李蘇劍:無線射頻識別技術(shù)（RFID）理論與應(yīng)用[M]．電子工業(yè)出版社，2004年

第8篇：無線電的用途范文

三十年，日新月異；三十年，神州崛起；從昨天的貧窮落后到今日的繁榮昌盛，“票證”見證中國發(fā)展，令人感慨萬千。

??題記

一天，我從爺爺珍藏已久的“百寶箱”中發(fā)現(xiàn)一枚小小的長方形票證，粉紅色的底面紫紅色的字體，上面印著“中華人民共和國糧食部全國通用糧票”、“壹市斤”和“1965”的字樣。我百思不得其解，這“糧票”有何用途啊？我十分好奇地問爺爺，沒料到這一問卻打開了爺爺?shù)摹霸捪蛔印薄Ｄ曋菑堦惻f的糧票，爺爺面色沉重，他的思緒仿佛飛到了三十年前。

“這是糧票，是三十多年前人們買糧食用的。”

“買糧食還用糧票？”我很奇怪，“用鈔票不就直接買了嗎？”

爺爺撫摸著我的頭，低沉地說：“三十年前，中國剛剛從一場劫難中走出，物質(zhì)十分匱乏，糧食供不應(yīng)求，人們每天要吃的糧食也需要憑糧票才可以花錢購買，那時每人每月定量供應(yīng)25.5斤糧食，每人一個月半斤油，多買一兩都不行。不僅買糧憑糧票，買油要油票，買布要布票，甚至買煤還要煤票……那時的餐桌上經(jīng)常吃的是土豆、蘿卜、咸菜，雞魚肉蛋只有在過年時才能吃到解解讒。”聽到這兒，我驚訝得張大了了嘴巴。

“現(xiàn)在好了，你們是不會嘗到餓的滋味了，整天大魚大肉的，還挑肥揀瘦。”爺爺布滿皺紋的眼角泛起了一絲微笑，望著我笑地說。

“你們業(yè)余時間都做些什么呢？看電視嗎？”

我的提問打破了爺爺?shù)某了迹百I電視機也要憑票啊！一個幾百人的單位只能給一張票，再說，有了票也買不起！那時候孩子們的玩具只有鐵環(huán)和陀螺，大人們閑暇時只有靠聽收音機解解悶。”

聽爺爺講，當時為了豐富乏味的業(yè)余生活，酷愛無線電的爺爺自己買來了電子管、熒光屏等材料，廢寢忘食地奮斗了幾十個日日夜夜，一臺簡易的九寸黑白電視機便在他的手中誕生了。這下可轟動了左鄰右舍，要知道那時電視機在淮南也是屈指可數(shù)，鄰居們哪里見過這稀罕之物？于是每到傍晚，附近的大人小孩便爭先恐后地來到爺爺家的院子里看電視，這臺簡易的電視機給當時的人們帶來了無窮的樂趣……說到這，爺爺?shù)哪樕狭髀冻鲎院赖纳袂椤?/p>

“三十多年過去了，我們的生活變化太大了。”這時，爺爺緊鎖的眉頭舒展開來，慈祥地望著我，“我們餐桌上的美味食品越來越豐盛了，人們想吃什么吃什么，想買什么買什么，雞魚肉蛋都吃膩了要吃野菜了；穿著也從灰土布變成了多彩的衣衫；人們告別了低矮的平房，搬進了寬敞的樓房；四通八達的公路代替了泥濘的小路。各種票證已經(jīng)退出了歷史舞臺，商品琳瑯滿目，人們可以各購所需。”

看著爺爺燦爛的笑容，我感慨萬千：是啊！黑白電視已經(jīng)成為了歷史，寬屏彩色液晶電視已步入了尋常百姓家。互聯(lián)網(wǎng)的誕生，更是讓三十年前看似天方夜譚的事情成為了現(xiàn)實，讓我們感受到生活的豐富多彩。

第9篇：無線電的用途范文

困擾。

關(guān)鍵詞：呼叫；尋找；接收；發(fā)送；nRF905

為了滿足以更便捷的方式來尋找小件物品的需要，基于無線收發(fā)數(shù)據(jù)的技術(shù)，我們提出了掛飾呼叫器的想法，這會為我們的生活提供很大的方便，并有著重要的實用意義

掛飾呼叫器是基于無線數(shù)據(jù)的收發(fā)技術(shù)，利用nRF905芯片意在將無線數(shù)據(jù)的收、發(fā)兩種功能基于一個系統(tǒng)，使得小件物品之間能夠相互呼叫來達到互相尋找的作用。本系統(tǒng)主要設(shè)計就是信息的處理和數(shù)據(jù)的傳送。此設(shè)計的用途可用于生活中的方方面面，其發(fā)展前景也是很不錯的。

一、 掛飾呼叫器的定義

在日常生活中，由于記性不好，亂放東西等原因?qū)е滦∥锲贩磐胤剑斐晌覀兩畹囊恍┎槐闵踔恋⒄`重要的事情。像手機、U盤、門卡，鑰匙這樣小而重要的東西。

掛飾呼叫器的存在正是為了解決這些問題，連接在小物件上，可用于加強小物品尋找的方便度。它通過掛環(huán)與物品車連接在一起，從而可以達到物品之間互相尋找的目的，方便我們的生活。

其特別之處在于同時帶有發(fā)射和接收功能能夠雙向接收。掛飾呼叫器要兩個同時配套使用（以下用A、B來稱呼），發(fā)射器部分設(shè)有發(fā)射按鍵，操作發(fā)射按鍵所發(fā)出的電波，對應(yīng)另一個設(shè)備的接收部分。將A、B分別裝在經(jīng)常需要尋找的物件上。例如：A找不到了，按一下B上對應(yīng)的按鍵，發(fā)射部分發(fā)出電波，裝在小物件上A的接收部分將接收到的電波轉(zhuǎn)化成陶瓷蜂鳴器滴滴的聲音以及l(fā)ed小燈管閃爍的提醒方式，循聲、光覓物即可知道該物件所在位置。B找不到了可以用同樣的方法利用A尋找。

本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，制作成本低廉，可幫助人們快速尋找到物品，節(jié)約尋找時間，方便實用。

1.掛飾呼叫器的設(shè)計

1.1 nRF905無線收發(fā)器

nNRF905無線收發(fā)器的工作在三種ISM頻段。它的構(gòu)成是由一個集成的調(diào)制器、一個帶解調(diào)器的接收器、一個調(diào)機器、一個功率放大器以及一個晶體振蕩器組成的。

ShockBurst工作模式的特點是可以很容易實現(xiàn)節(jié)電的目的。它可以自動處理字頭，在接受數(shù)據(jù)的時候自動把字頭和CRC校驗碼移去，在發(fā)送數(shù)據(jù)的時候又把它們自動的加上。它的電流消耗很低，例如當發(fā)射功率的為+10dbm時，它的發(fā)射電流為30mA，并且接收電流為12.5mA。充分體現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的理念。

與射頻協(xié)議相關(guān)的所有高速信號處理都在片內(nèi)進行，我們可以得到有三個好處：一是它可以盡量節(jié)能，綠色環(huán)保；二是系統(tǒng)費用是低的（利用低速微處理器也可以進行高速的射頻發(fā)射）；三是數(shù)據(jù)停留在空氣中時間短，并且它的性能穩(wěn)定、抗干擾性高。這樣也同時減小了整個系統(tǒng)的平均工作電流。nRF905將接收與發(fā)送的功能合一，收發(fā)完成中斷標志在433、868、915工作頻段。它的室內(nèi)通信的效果良好，并且抗干擾能力強。它擁有170個頻道，這樣以便實現(xiàn)多點網(wǎng)絡(luò)通訊。由于內(nèi)置了硬件8/16位CRC校驗，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，可以降低系統(tǒng)的開發(fā)難度。

1.2 掛飾呼叫器整體

掛飾呼叫器主要由單片機作為主控芯片結(jié)合nRF905實現(xiàn)的電子產(chǎn)品，將接收和發(fā)送功能融為一體。

外形結(jié)構(gòu)：它是長7cm、寬3.2cm、厚1cm塑料外殼的小掛飾。質(zhì)量輕，且外形小巧方便攜帶。加上采用紐扣電池作為供電電源，待機時間長達一個月，這樣體現(xiàn)了環(huán)保節(jié)能的理念。他有著方便掛于物品上的橢圓形孔，我們可以將它掛于易找不見的鑰匙、U盤、錢包、自行車上，右邊有一用于提醒的led燈，即使是沒有燈光的情況下也可以輕松找到物品。

1.3掛飾呼叫器特點

1.3.1 使用方便。經(jīng)過后期調(diào)整，掛失呼叫器有效距離最遠5米，能夠基本達到室內(nèi)尋找的要求。放上電池就可以使用，它的供電電壓：3v。

1.3.2 外觀小巧，綠色環(huán)保。將芯片貼片化處理后掛飾呼叫器的體積小巧，方便攜帶。由于是電池供電，盡量降低功耗。

RF905的節(jié)能模式包括關(guān)機模式和節(jié)能模式。

在關(guān)機模式的狀態(tài)下，RF905是被禁止的，工作電流最小，一般典型值要低于2.5uA。

空閑模式有利于減小工作電流，它會在保持電流消耗最小的狀態(tài)下也同時保證空閑模式到發(fā)送或接收模式的啟動時間比較短。在空閑模式下，RF905內(nèi)部的部分振蕩器處于工作狀態(tài)。這時候電流的消耗就會由晶體振蕩器的頻率來決定；并且也會保持配置字中的內(nèi)容。

1.3.3 功能齊全性能穩(wěn)定。當nRF905工作在接收模式時，如果有與器件被編程通道相同的載波出現(xiàn)，載波檢測（CD）引腳置高。這一特征對于避免工作在相同頻率的不同發(fā)射機的數(shù)據(jù)碰撞非常有效。性能穩(wěn)定，誤報低，在有效范圍內(nèi)不存在盲區(qū)，相比較市面上的普通的防丟器，掛飾呼叫器可以雙方呼叫，并更多地著重于尋物方面的技術(shù)。相互尋找的功能更多地為我們提供了方便。

二、 掛飾呼叫器的前期調(diào)查

人們東西易丟失的原因主要有兩個，一是東西亂放不易找到，二是記性不好，一丟的東西主要是U盤，鑰匙類的小東西，自行車（在校學生）。

在市面上，類似掛飾呼叫器的產(chǎn)品總的來說可以分為三類。

第一種是10元以下的，類似卷尺的機械產(chǎn)品；第二種是千元以上的是帶有GPS定位功能的產(chǎn)品。第三種是價位在幾十元左右無線電技術(shù)的產(chǎn)品。這種產(chǎn)品分主機和分機，這種產(chǎn)品只能單方面呼叫，當用主機尋找子機時，子機就會發(fā)出報警的響聲。據(jù)淘寶網(wǎng)頁面上的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，有56%的人喜歡并購買了價位在幾十元的這類產(chǎn)品。

對比以上幾種產(chǎn)品，掛飾呼叫器相比較以上三種所具有的的優(yōu)勢有以下五點，一是體積更為小巧、質(zhì)量輕、攜帶方便，二是成本較低，三是不分子母機可以相互呼叫。四是綠色環(huán)保，緊用一塊紐扣電池。五是性能穩(wěn)定。缺點有兩個一是與利用GPS功能定位的電子產(chǎn)品相比使用范圍較小，但GPS定位的產(chǎn)品誤差很大，要在100m2內(nèi)，但一般放在家中的東西，對范圍的要求也不會很高。二是多個物體尋找的功能不能穩(wěn)定的實現(xiàn)。

根據(jù)一百位被測中調(diào)群眾的問卷調(diào)查后的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，90%的人有找不到東西的經(jīng)歷，其中71%的人經(jīng)常找不到東西，83%的人對掛飾呼叫器感興趣，其中68%的人希望擁有一個掛飾呼叫器。