7 电波传播.ppt

电波传播的基本概念
视距传播
天波传播
地面波传播
不均匀媒质的散射传播
第7章电波传播概论
本章要点:
*自由空间电磁波传播的菲涅区
*通信链路的损耗计算(式7-1-7,7-1-10)
*多径干扰、快衰落的类型(频率选择性衰落)
*视距传播的条件、特点(雨衰、空气窗口)
*视距传播链路的主要类型
*天波传播的条件、特点
*地波传播的特点
§ 电波传播概论
天线一侧面向发射/接收系统,一侧面向无线信道(存在各种干扰)。
本章的内容:
*建立信道传播模式的模型
*了解快衰落的原因、类型
*形成链路计算的概念
*研究改进接受质量的措施
§ 电波传播的基本概念
直射:在无界均匀线性媒质中,电波以直线方式传播。
d
d与传输波长成正比。
光为直线传播。
当电波传播的过程中有障碍物时,电波将产生反射、折射、绕射、衍射和散射。
多径
1. 无线电波的传播机制:
菲涅尔区
第一菲涅尔区:以发射点和接受点为焦点的椭圆体区域,是电波二次辐射源干涉的结果,也是直射电磁波能量传播的主要区域。
球面波的二次辐射源
波程差
第一菲涅尔区
第二菲涅尔区
椭圆与基本电振子的E面图特点有关
菲涅尔区(Fresnel Zone)
发射天线必须高于障碍物足够的高度来使它和接收天线之间保持视线路径
•在没有任何障碍物状态下,围绕直接传播路径的区域就叫做菲涅耳区域
菲涅耳区域可以被看成是椭圆形或橄榄球形,它是天线之间主要的射频能量传播的区域
要保证通信链路正常工作,大约60%的菲涅耳区域必须无障碍物的遮挡
反射:当障碍物表面平滑、且远大于传播电波的波长时,电波会产生反射;
散射:当障碍物表面粗糙或障碍物远小于波长时,则会产生散射;
折射:当障碍物表面平滑、且当障碍物为非导体时,则会产生折射;
绕射:当障碍物可与波长相比时,则会产生绕射;(频率低时较明显)
除了直射路径外,还存在
衍射:(微波波段)电磁波穿过缝隙(如建筑物之间的缝隙)时存在衍射,衍射的干涉也是造成多径衰落的原因之一
1. 无线电波在自由空间传播的链路估算
在无线传输中,以下因素会影响传输质量
1) 吸收(Absorption)
2) 反射(Reverberation)
3) 阴影(Shadowing)
4) 多路径干扰(Multipath Interference)
路径损耗(Path Loss)
•为确保可靠的通信,系统增益加上天线增益必须大于所有的路径损耗之和
•路径损耗包括电缆损耗、接头损耗、传播损耗及衰落储备(多径干扰和衰减影响的安全界限)
天线置于自由空间中, 假设发射天线是一理想的无方向性天线, 若它的辐射功率为PΣ瓦, 则离开天线r处的球面上的功率流密度为
由此, 离天线为r处的电场强度E0值为
又假设发射天线是一实际天线, 其辐射功率仍为PΣ, 设它的输入功率为Pi, 若以Gi表示实际天线的增益系数, 则在离实际天线r处的最大辐射方向上的场强为
功率流密度又可以表示为