微波通信基本原理.ppt

微波通信基本原理
第1页，共96页，编辑于2022年，星期六
第一章 微波通信的基本介绍
第二章 微波通信的基本原理
第三章 微波调制方式
第四章 微波频率规划
第五章 微波中继站
微波通信原理
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1st zone
费涅耳区 The Fresnel Zone:
如果前述定义的一系列费涅耳椭球面，与我们从T或R点出发认定的某一波前面相交割，在交割的界面上我们就可以得到一系列的圆和环，中心是一个圆，称为第一费涅耳区。
其外的圆环（外圆减内圆得到的圆环）称为第二个费涅耳区，再往外的圆环称为第三费涅耳区、第四费涅耳区...... 第N费涅耳区。
这些圆和环我们可以把它们近似地看成，都为在垂直于地面且垂直与T与R间射线的平面区域图形。
The First Fresnel Zone
几个基本概念
费涅耳区定义(The Fresnel Zone Definition)
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经有关研究知道：在电波的传播空间中，在接收点的合成场强，当费涅耳区号趋近于无限多时，就接近于自由空间场强；
由第一非涅耳区在接收点的场强,接近于全部有贡献的非涅区在接收点的自由空间场强的2倍;
相邻费涅耳区在收信点处产生的场强的相位相反；
若以第一费涅耳区为参考,则奇数区产生的场强是使接收点的场强增强,偶数区产生的场强是使接收点的场强减弱。
非涅耳区的能量分布:
几个基本概念
费涅耳区定义(The Fresnel Zone Definition)
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费涅耳半径
费涅耳半径 The Fresnel Radius:
我们把费涅区上的任意一点到R-T连线的距离称为费涅耳区半径，用F 表示。
当这一点为第一费涅耳区上的点时，此半径称为第一费涅耳区半径。
第二...第N 个费涅耳区半径表达式：Fn= (n)1/2 x F1
上式中：F1为第一费涅耳半径。
几个基本概念
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费涅耳半径(The Fresnel Radius)
F1=（λd1d2/d）1/2
F2=（2λd1d2/d）1/2
= (2)1/2 F1
......
Fn=（nλd1d2/d）1/2
= (n)1/2 F1
几个基本概念
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几个基本概念
自由空间的电波传播
各种衰落及抗衰落技术
微波通信对设计的要求
干扰信号
微波通信的基本原理
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自由空间的定义
自由空间损耗的定义
自由空间损耗的计算
自由空间的电波传播
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自由空间的定义
自由空间 Free Space:
又称为理想介质空间，它相当于真空状态的理想空间。
在这个空间中充满均匀的、理想的介质，它的导电率σ=0，介电常数ε=ε0=10-9/36π F/m(法拉/米)，导磁系数μ=μ0=4π×10-7 H/m （亨/米）。
自由空间的电波传播
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自由空间损耗的定义
自由空间损耗 Free space loss:
在自由空间传播的电磁波不产生反射、折射、吸收和散射等现象，即总能量未被损耗。
但电波在自由空间传播时，会因能量向空间扩散而衰耗，这如空中一只孤独的灯泡所发出的光，均匀地向四周扩散。
显然距离光源越远的地方，单位面积上的能量就越少。这种电波的扩散衰耗就称为自由空间损耗。
自由空间的电波传播
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Free Space Loss
A = + 20 log d + 20 log f
Where d = distance in km f = frequency in GHz
(refer to isotropic antennas)
0
d
f
D 或 f 增加一倍，损耗将增加6 dB
自由空间传输损耗(Free Space Basic Transmission Loss )
自由空间的电波传播
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自由空间传输损耗(Free Space Basic Transmission Loss )
P = 发射功率(TX Power)
PTX
PowerLevel
Distance
GTX
GRX
PRX
G = 天线增益(Antenna Gain)
A0
A0 = 自由空间损耗