12春第2讲 无线电波传播

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1、第1章无线通信基础1.1无线电波1.2通信系统1.3信号噪声调制与解调1.4数据通信与网络2021/9/16现代通信技术1.1无线电波波长1.1.1无线电波的波长、频率和传播速度的关系λ＝Ｖ/ｆ式中，Ｖ为速度，单位为米/秒；ｆ为频率，单位为赫芝；λ为波长，单位为米。真空中的光速用C来表示，因此，真空中无线电波的波长、频率和速度又可表示为：2021/9/16现代通信技术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＝３０００００公里／秒表示。在媒质中的传播速度为

2、：Ｖ＝Ｃ/（ε）1/2，式中ε为传播媒质的相对介电常数。因此，同一频率的无线电波在不同的媒质中传播时，速度是不同的，因此波长也不一样。2021/9/16现代通信技术超长波100,000米~10,000米，频率3~30千赫；长波10,000米~1,000米，频率30~300千赫；中波1,000米~100米，频率300千赫~1.6兆赫；短波100米~10米，频率为1.6~30兆赫；超短波10米~1毫米，频率为30~300,000兆赫（其中：波长在1米以下的超短波又称为微波）。无线电波的波长100,000米到0

3、.75毫米1.1.2无线电波段的划分1.1无线电波2021/9/16现代通信技术2021/9/16现代通信技术1.1无线电波1.1.2无线电波段的划分分米波波长1m-10cm,UHF特高频厘米波波长10-1cmSHF超高频毫米波波长10-1mmEHF极高频微波段的另一种细分超高频微波段的工程英文代号L波段1-2GHz,X波段8-12.5GHzS波段2-4GHz,Ku波段12.5-18GHzC波段4-8GHz,K波段18-26.5GHzKa波段26.5-40GHz2021/9/16现代通信技术0.1um–1

4、00um2021/9/16现代通信技术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。1.1.3无线电波的传播2021/9/16现代通信技术B与E的关系B与E同相位；E、B、k构成右手螺旋关系；E/B为波速2021/9/16现代通信技术电磁波的传播电场电场电场振子电波传输方向磁场磁场2021/9/16现代通信技术无线电波的传播类似一个池塘上的波纹，2021/9/16现代通信技术1.1.4无线电波的极化无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律而变化

5、的，这种现象称为无线电波的极化。2021/9/16现代通信技术天线的极化天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向垂直极化水平极化+45度倾斜的极化-45度倾斜的极化2021/9/16现代通信技术双极化天线两个天线为一个整体，传输两个独立的波。V/H(垂直/水平)倾斜(+/-45°)2021/9/16现代通信技术导线载有交变电流时，就可以形成电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长短和形状有关.当导线的长度增大到可与波长相比拟时，导线上的电流就大大增加，因而就能形成较强的辐射。通常将上述能产生显著辐射的直导线

6、称为振子。1.1.5天线2021/9/16现代通信技术1.半波振子天线1.1.5天线2021/9/16现代通信技术同轴线变化为天线2021/9/16现代通信技术对称振子（半波振子）天线两臂长度相等的振子叫做对称振子，也叫半波振子。振子1/2波长1/4波长1/4波长1/2波长波长一个1/2波长的对称振子在800MHz约200mm长400MHz约400mm长2021/9/16现代通信技术2.电流环天线1.1.5天线3.抛物面天线4.天线阵2021/9/16现代通信技术1.2.1无线电波的多种传播方式直射反射

7、绕射（衍射）散射1.2无线电波的传播模型2021/9/16现代通信技术1.2.2电磁波在自由空间中的传播损耗设一个点波源的发射功率为Pt,在半径为d的球面上的无线电波功率密度P0可以理解为在与辐射源相距d的单位面积上所接收的功率。1.2无线电波的传播模型2021/9/16现代通信技术考虑发射天线增益Gt后，与发射源相距d处的单位面积所接收的功率为发射天线增益表示天线在最大辐射方向上单位立体角的发射功率与无方向天线单位立体角的发射功率的比值。2021/9/16现代通信技术根据天线理论，天线的有效面积为于是，

8、如果接收机与发射机的距离为d，接收天线的有效面积为A，发射天线增益为Gt，接收天线增益为Gr，这时，接收到的信号载波功率为2021/9/16现代通信技术Friss公式Pr为接收天线的接收功率，Pt为发射机的发射功率，Gt为发射天线增益，Gr为接收天线增益，d为发射机与接收机之间的距离，L为综合损耗因子，λ为波长2021/9/16现代通信技术1.2无线电波的传播模型1.2.3无线电波在传输中的损耗无线电波在传输过程中的信号损耗路