无线电信号传播方式

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无线电信号监测问题分析与探讨

作者：鲍威伟

来源：《科学与财富》2016年第13期

摘 要：现代通信技术的快速发展对无线电管理部门的技术提出了更高的要求。当前，无线电监测在信号方面主要存在两方面的难题，一方面是信号调制方式自动识别问题，另一方面是信源被动定位问题。无线电的管理涉及到国家与人民的安全与稳定，因此对这两方面的问题进行研究有着非常重要的现实意义。

关键词：无线电信号监测；调制方式自动识别；信源被动定位

无线电监测系统的三个主要功能是：对电磁环境进行监测，为频带的划分和分配，频率的指配提供依据；监测、定位和查处非法、未知的无线电信号，维持空中无线电波的秩序；管控合法的无线电用户，使他们工作在指定的频率上，开展指定的业务。针对频谱监测的这些功能，无线电管理系统对频谱监测技术的发展提出了网络化、精细化、主动认知识别、频谱资源服务等要求，促进了无线监测新技术的发展。

随着无线通信技术的不断发展，电磁环境也更加复杂，导致了无线电监测工作更加严峻。这就要求无线电监测工作中的每一个环节都能够实现与时俱进，注重反应能力与判断能

第11章

视距传播

视距传播：收发天线在视线距离内，电波直接从 发射点传到接收点的传播方式。

视距传播可分为三类：地—地：中继通信、广播电视、移动通信 地—空：地面-飞机、地面-卫星 空—空：飞机间、宇宙飞行器间 地面及对流层大气对视距传播有一定的影响。

11.1

地面对视距传播的影响

1. 光滑平面地条件下视距传播场强的计算

假设发射天线A的高度为H1, 接收点B的高度为H2。直接波的传播路径为r1,E2 E1 r1 B 垂直极化E1 E2

地面反射波的传播路径为r2、A与地面之间的投射角为Δ。 收、发两点间的距离为d。A′ H1

水平极化

H2

r2

d

, ,

E2 E1 r1 A H1 H2 B 垂直极化E1 E2

水平极化

r2

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, ,

A′

H 2 H1 r1 d ( H 2 H1 ) d 1 d 2 2 2 2

2

H 2 H1 r2 d ( H 2 H1 ) d 1 d

2

E2 E1 r1 A H1 H2 B 垂直极化E1 E2

水平极化

r2

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, ,

A′

r2-r1为两条路径之间的路程差，它可以表示为

r r2 r1 ( H 2 H1

第11章

视距传播

视距传播：收发天线在视线距离内，电波直接从 发射点传到接收点的传播方式。

视距传播可分为三类：地—地：中继通信、广播电视、移动通信 地—空：地面-飞机、地面-卫星 空—空：飞机间、宇宙飞行器间 地面及对流层大气对视距传播有一定的影响。

11.1

地面对视距传播的影响

1. 光滑平面地条件下视距传播场强的计算

假设发射天线A的高度为H1, 接收点B的高度为H2。直接波的传播路径为r1,E2 E1 r1 B 垂直极化E1 E2

地面反射波的传播路径为r2、A与地面之间的投射角为Δ。 收、发两点间的距离为d。A′ H1

水平极化

H2

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E2 E1 r1 A H1 H2 B 垂直极化E1 E2

水平极化

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2

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E2 E1 r1 A H1 H2 B 垂直极化E1 E2

水平极化

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r2-r1为两条路径之间的路程差，它可以表示为

r r2 r1 ( H 2 H1

心电信号放大器设计

心电信号放大器设计

一、

设计用于检测人体心电信号的放大器，要求如下：

1、 输入阻抗≥10MΩ。 2、 共模抑制比≥80dB。 3、 电压放大倍数1000倍。 4、 频带宽度为0.5Hz~100Hz。

5、 放大器的等效输入噪声（包括50Hz交流干扰）≤200μV。

二、

设计方案分析

1、 心电信号的特点及检测

人体的各种生理参数如心电、脑电、肌电等生物电信号都是属于强噪声背景下微弱的低 频信号，是由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号。心电信号是人类最早研究并应用于临床医学的生物电信号之一，与其他生物电信号相比，该信号也比较容易检测同时具有直观的规律性。一般人体心电信号的幅值约20μV~5mV，频带宽度为0.05Hz~100Hz，由于心电信号取自于活体，所以信号源内阻较高，且存在着较强的背景噪声和干扰。

在检测人体生物电信号时，需要采用所谓的生物电测量电极，又称引导电极来实现的，通过引导电极将生物电信号引入到放大器的输入端。对于心电信号的检测，临床上为了统一和便于比较所获得心电信号波形，对测定心电信号（ECG）的电极和引线与放大器的联接方式有严格的统一规定，称之为心电图的导联系统。目前国际上均采用标准导联，即将电极捆绑在手腕或脚腕的内侧面

实验3.4 典型电信号的观察与测量

一、实验目的

1．熟悉信号发生器、示波器和交流毫伏表各主要开关和旋钮的使用方法。

2．掌握用示波器观察电信号波形，学会利用示波器定量测量正弦信号、脉冲信号的波形参数。

二、实验仪器与器件

1．双踪示波器 1台 2．函数信号发生器 1台 3．交流毫伏表 1台

三、实验原理

正弦交流信号（见图3.4.1）和矩形波脉冲信号（见图3.4.2）是常用的电激励信号。正弦信号的波形参数是幅值Um、周期T（或频率f）和初相 ；矩形波脉冲信号的波形参数是幅值Um、脉冲重复周期T和脉冲宽度TW。正弦信号和脉冲信号由函数信号发生器提供。函数信号发生器的使用方法参见第二章第二节。

U

t

图3.4.2 矩形波信号波形

图3.4.1 正弦波信号波形

电子示波器是一种信号图形测量仪器，可定量测出电信号的波形参数。从荧光屏Y轴刻度并结合其量程分档选择开关读得电信号的幅值；从荧光屏的X轴并结合其量程分档选择开关读得电信号的周期、脉宽相位差等参数。示波器的具体使用方法参见第二章第二节。

交流毫伏表是一种交流电压测量仪器，可测量频带为几Hz ~ 几GHz、电压值范围为μV ~

1

课题一 心电信号分析系统的设计

一、本课题的目的

本设计课题主要研究数字心电信号的初步分析及滤波器的应用。通过完成本课题的设计，拟主要达到以下几个目的：

(1)了解MATLAB软件的特点和使用方法，熟悉基于Simulink的动态建模和仿真的步骤和过程；

(2)了解人体心电信号的时域特征和频谱特征； (3)进一步了解数字信号的分析方法；

(4)通过应用具体的滤波器进一步加深滤波器理解；

(5)通过本课题的设计，培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力。

二、课题任务

设计一个简单的心电信号分析系统。对原始心电信号做输入后，对其做一定的数字信号处理，进行频谱分析。采用Matlab语言设计，要求分别采用两种方式进行仿真，即直接采用Matlab语言编程的静态仿真方式、采用Simulink进行动态建模和仿真的方式。根据具体设计要求完成系统的程序编写及调试。

(1)对原始数字心电信号进行读取，由数字信号数据绘制出其时域波形。

(2)对数字信号数据做一次线性插值，使其成为均匀数字信号，以便后面的信号分析。 (3)根据心电信号的频域特征（自己查阅相关资料），设计相应的低通和高通滤波器。 (4)编程绘制实现信号处理前后的频谱，做频谱分析，得出相关结论

肌电信号的时域和频域分析

摘要：肌电信号是产生肌肉力的电信号根源，它是肌肉中很多运动单元动作电 位在时间和空间上的叠加，反映了神经，肌肉的功能状态，在基础医学研究、 临床诊断和康复工程中有广泛的应用。

其种类重要有两种：一，临床肌电图检查多采用针电极插入肌肉检测肌 电图，其优点是干扰小，定位性好，易识别，但由于它是一种有创伤的检测 方法，其应用收到了一定的限制。二，表面肌电则是从人体皮肤表面通过电 极记录下来的神经肌肉活动时发放的生物电信号，属于无创伤性，操作简单， 病人易接受，有着广泛的应用前景。

本次设计基于matlab用小波变换对肌电信号进行消噪处理，分别选用20N的肌电信号数据和50N的肌电数据进行对比，最后在GUI界面上完成相应的功能处理。

关键字：肌电信号 Matlab 小波去噪 GUI

第一章 绪论

肌电信号是产生肌肉力的电信号根源，它是肌肉中很多运动单元动作电位 在 时 间 和 空 间 上 的 叠 加，反 映 了 神 经，肌 肉 的 功 能 状 态，在基础医学研究、临床诊断和康复工程中有广泛的应用。

其种类重要有两种：一，临床肌电图检查多采用针电极插入肌肉检测肌电图，其优点是干扰小，定位性好，易识别，但

学习目标

学习完本课程，您应该能够对以下知识有基本的了解：

1、无线电波和超短波的基本知识

2、天线辐射电磁波的基本原理介绍3、关于天线传输线的概念介绍 4、基站天馈系统 5、掌握基站天线的选型原则

课程内容

第一章 无线电波和超短波的基本知识 第二章 天线辐射电磁波的基本原理 第三章 天线传输线的概念介绍 第四章 基站天馈系统

第五章 基站天线的选型

第一章 无线电波和超短波的基本知识

第一节节 节内容

无线电波的基本知识三

第二节

超短波的基本知识

第一章 无线电波和超短波的基本知识1、无线电波的基本知识1、1 无线电波的概念: 无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中， 电场和磁场在空间是相互垂直的，同时这两者又都垂 直于传播方向。

第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和光波一样，它的传播速度和传播媒质有关。 无线电波在真空中的传播速度等于光速。我们用C=300 000公里/秒表示。在媒质中的传播速度为：V=C/ (ε )1/2,式中ε 为传播媒质的相对介电常数。

无线电波类似一个 池塘上的波纹，在传 播时波会减弱。

第一章 无线电波和超短波的基本知识电磁波的传播

振 子 电场

磁场 电场 电波传输方向

磁场 电场

第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波的波长、频

毕业论文

题 目： 基于独立分量算法的脑电信号分析

学生姓名： 学生学号： 系 别： 专 业： 届 别： 指导教师：

淮南师范学院2011届本科毕业论文

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目 录

摘 要.............................................................................................................................. 3 1 前言 ...................................................................................

应用Matlab对人体的心电信号进行滤波

实验目的

综合应用信号频谱分析和数字滤波器设计的知识，实现心电信号的滤波。加深理解信号时域和频域分析的物理概念，理解设计指标的工程概念，认识不同类型滤波器的特性和适用范围。

实验环境

1. 微型电子计算机（PC）；

2. 安装Windows10操作系统，MATLAB等开发工具。

实验原理

首先对待滤波的心电信号进行频谱分析，观察信号频率分布的规律，从而确定数字滤波器的类型（FIR滤波器、IIR滤波器、自适应滤波器、小波滤波器等）。在加性噪声的情况下，若信号的频谱与噪声的频谱基本不重叠，可以采用频率选择滤波器（FIR滤波器、IIR滤波器）。 若信号的频谱与噪声的频谱重叠较多，可以采用自适应滤波、小波滤波等。若为乘性噪声，可以根据同态滤波的原理对信号进行预处理，然后再按照加性噪声的情况处理。

在确定了数字滤波器的类型后，还需要根据信号时域特性、频域特性、或时频特性确定滤波器的设计参数，设计出相应的数字滤波器。

最后，利用该数字滤波器对信号进行滤波，在时域和频域观察信号滤波的主观及客观效果。若主观及客观效果满足要求，说明分析过程和滤波方法正确有效，若不满足要求，需要重新分析和设计。