第十七讲电波传播(三)《天波传播》自由空间传播的菲涅尔区地面对微波传播的影响对流层对微波传播的影响主要内容*微波波段频率传播电波沿地面传播时衰减很大,遇到障碍物时绕射能力很弱,投射到高空电离层时又不能被反射回地面。所以,该波段电波只能使用视距传播和对流层散射传播视距传播视距传播是指发射天线和接收天线间能相互“看见”的距离内,电波直接从发射点传播到接收点按照收发两端所处位置不同,可分为三类:地面上的视距传播,如无线电中继通信,电视广播以及地面上的移动通信地面与空中目标如飞机,通信卫星等的视距传播空间通信系统之间的视距传播,如飞机之间,宇宙飞行器之间等**视距传播(a)地面微波中继通信;(b)雷达探空;(c)卫星通信*无论是地面上的或地对空的视距传播,其传播途径至少有一部分是在对流层中,必然要受到对流层的影响,表现为吸收,折射,反射和散射此外当电波在低空大气层中传播时,还可能受到地表面自然的或人为的障碍物的影响,引起电波的反射、散射或绕射现象地面及对流层大气对视距传播有一定的影响。*自由空间传播的菲涅尔区电波总是在实际媒质中传播的,人们常把在真空中进行的“自由空间传播”这种理想的情况,作为实际研究问题的起点在17世纪惠更斯首先提出,波在传播过程中,波面上的每一点都是一个进行二次辐射球面波(子波)的波源,而下一个波面就是前一个波面所辐射的子波波面的包络面。波在传播过程中,空间任一点的辐射场,是包围波源的任意封闭面上各点的二次波源发出的子波在该点相互干涉叠加的结果惠更斯原理菲涅尔带示意图*根据上述观点研究在自由空间内,收、发两点之间的空间区域与接收点场强之间的关系。在Q点放置一各向均匀辐射的点源,P点为场点取封闭面S为点源所辐射的球面波的一个波面,其半径为,并且和均远大于波长λ,为场点P至波面的垂直距离。以场点P为中心,依次用为半径做球面,与s面相交截出许多环带。显然,每个环形外边缘上任一点发出的次级波,与其内边缘一点发出的次级波,在到达P点时具有恒定的反相相位差,凡是具有上述基本特征的环带就称为菲涅耳带,就分别称为第一,第二……第n个菲涅耳带等。P点的辐射场就是各菲涅耳带辐射场的总和*各菲涅尔带在P点的辐射场(a)n=1;(b)n=2,3;(c)各带的合成振幅;(d)合成场强*=1,2,3…的有限数目的环带。,即B1=,只需要第一菲涅尔带面积的1/3即可近似为(1)*下面讨论空间菲涅耳区的几何区域。若在PQ两点之间插入一块假想的无限大平面S,它垂直于PQ连线,如图所示。由于这种情形相当于以无限大的球面包围波源Q,所以前面讨论的原理和方法仍然适用。在S面上划分菲涅尔带,有如下关系式:及分别为Q和P点到S面上第n个菲涅尔带的距离,d为QP间的直线距离,图中、及d均远大于波长(2)
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