21.3 卫星通信和光纤通信-课件+视频 2025-2026学年人教版物理九年级全一册（27页PPT 3个视频）

(课件网) 第二十一章 电磁波及其应用 第3节 卫星通信和光纤通信 素养目标 1.了解卫星通信的基本原理和激光的特性及光在光纤内的全反射传播原理，对比卫星通信（覆盖、延时）与无线通信（容量、抗干）的优缺点。 2.初步具有模型建构能力，通过卫星轨道示意图和光纤全反射光路图，抽象化通信系统的结构模型。 3.有实验设计与观察能力，通过“水波导”实验模拟光传输，理解卫星通信在定位中的作用。 4.通过我国北斗系统、超大容量光纤网络等成果，增强民族科技自豪感、社会责任意识，培养科技价值观。 创设情景，引入新课 在无线电波中，微波的波长短，频率高。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？ 微波通信接收装置 1.思考：什么是微波？ 卫星通信 （1）波长和频率范围 微波波长在 10m~1mm之间，频率 30MHz~3×105MHz之间。 （2）性质 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。 波长在10m~ 1mm ，频率 30MHz~3×105MHz之间 2.思考：什么是微波通信？ （1）概念：利用微波进行的通信称为微波通信。 （2）微波中继站 由于微波大致沿直线传播，所以要想让它沿地球表面传播就要设中继站。通常每隔 km左右就要建设一个微波中继站，把上一站传来的信号处理后，再发射到下一站去。要想使信号传递的距离越远，那么需要的中继站就越 。 （3）微波通信的优点 ： ①频率高，传输信息的容量大； ②质量好，可以传送很远的距离； ③大致沿直线传播，受大气干扰小，能量损耗小，收到的信号强 且稳定。 （4）微波通信的缺点 需要大量中继站进行信号处理，而且，信号传递的距离越远，需 50 多 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？ 要的中继站越多。在遇到雪山、大洋，根本无法建设中继站时，微波通信几乎无法继续。 月球是地球的卫星，可以反射微波，但它离我们太远了———38万 千米！信号衰减、时间延迟，而且只有在当两个通信点同时见到月球时，才能完成这两点间的通信。 解决方案： 使用人造卫星通信 3.地球同步卫星绕地球转动的周期跟地球自转的周期相同，所以叫作“同步”卫星。 4.利用通信卫星做微波通信的中继站来进行通信的方式叫 通信。 5. 同步通信 地球同步卫星即地球同步轨道卫星，是运行在地球同步轨道上的人造卫星，距离地球约36000km，卫星的运行方向与地球的自转方向 、运行轨道位于地球赤道平面上圆形轨道、运动周期与地球自转一周的时间 相等，所以叫做“同步通信卫星”。 6.全球通信 在地球周围均匀地配置 颗通信卫星，就可以覆盖几乎全部的地球表面，实现全球通信。 卫星 相同 三 7.卫星通信的组成： 由通信卫星、地面站和 三部分组成。卫星通信的工作原理是将卫星发射到赤道上空36000km处的 对地 轨道上，利用卫星上的通信转发器接收由地面站发射的信号，并对信号进行放大 后转发给其他地面站，从而完成两个地面站之间的传输。 事实上，一颗通信卫星就是一个微波中继站。 传输系统 静止 变频 8.卫星通信特点： 通信范围 ，只要在卫星发射的电磁波覆盖的范围内均可进行通信； 受陆地灾害影响，建设速度 ； 于实现广播和多址通信。 9.中国北斗卫星导航系统： 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。 大 不易 快 易 北斗导航和使用北斗导航的无人驾驶车 光 ... ...