《电波传播概论》PPT课件

《《电波传播概论》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、7.1电波传播的基本概念7.2视距传播7.3天波传播7.4地面波传播7.5不均匀媒质的散射传播第7章电波传播概论7.1电波传播的基本概念一、自由空间的基本传输损耗1、定义：自由空间中，收发天线相距r，载波频率为f，输入到发射天线的功率为Pi，从接收天线接收的功率为PR，则输入功率与接收功率的比值定义为自由空间的基本损耗：和分别为发射天线和接收天线的增益系数。2、分析：如果忽略两个天线的因素，自由空间的基本传输损耗为：可见，自由空间的基本传输损耗是由于球面波在传输过程中，由于距离的增大，能量扩散而引起的，是球面波的扩散损耗。二、传输媒质对电波传播的影响1、传输损

2、耗（信道损耗）电波传播时实际媒质并非自由空间。因此，实际的传输损耗会在自由空间基本传输损耗的基础上附加实际媒质产生的损耗。这种能量损耗可能是由于大气对电波的吸收或散射引起的,也可能是由于电波绕过球形地面或障碍物的绕射引起的。A为实际媒质的损耗。2、衰落现象①衰落的概念：一般是指信号电平随时间或空间位置的随机起伏变化。衰落的产生原因：吸收型衰落和干涉型衰落②吸收型衰落主要是大气中的氧、水汽以及由水汽凝聚而成的云、雾、雨、雪等对电波的吸收而产生的衰落。吸收型衰落与气候条件密切相关。吸收型衰落为慢衰落，引起信号电平中值的缓慢变化。③干涉型衰落主要是由随机多径干涉现象

3、引起的。在传播过程中，往往存在多条随机的传播路径，行程的不同使信号到达接收天线时的相位随机变化。多个不同强度、不同相位的信号（多径信号）在接收天线处相互迭加（干涉），引起接收的信号电平发生快速而深度的衰落，这种衰落称为快衰落。④抗衰落措施信号的衰落现象严重地影响电波传播的稳定性和系统的可靠性，必要时可采取有效措施（如分集接收）加以克服。3、传输失真①定义无线电波通过媒质时产生的信号畸变称为失真，包括振幅失真和相位失真。②衰落和失真如果只有信号衰落而没有失真，理论上可以通过理想的放大器完全恢复原始信号。如果产生了失真，就不能实现。产生失真的原因：媒质的色散效应，随

4、机多径传输效应。③色散效应载有信号的无线电波都占据一定的频带，不同频率的无线电波在媒质中的传播速度有差别，因此到达接收天线时不能严格保持原来的相位关系，从而引起信号的失真。④多径效应多径效应使接收端获得的是多个不同幅度、相位信号的迭加，因此会同时产生幅度和相位失真。设接收点的场是两条路径传来的相位差为φ=ωτ的两个电场的矢量和。最大的传输时延与最小的传输时延的差值定义为多径时延τ。对所传输信号中的每个频率成分,相同的τ值引起不同的相差。例如对f1，若φ1=ω1τ=π,则因二矢量反相抵消,此分量的合成场强呈现最小值；而对f2,若φ2=ω2τ=2π,则因二矢量同相相加,

5、此分量的合成场强呈现最大值。多径效应引起信号的频率选择性衰落，如图7-2。显然,若信号带宽过大,就会引起较明显的失真。所以一般情况下,信号带宽不能超过1/τ（相关带宽）。图7-2多径传输效应4、电波传播方向的变化电波在无限大的均匀、线性媒质内沿直线传播。然而电波传播实际所经历的空间场所是复杂多样的：不同媒质的分界处将使电波折射、反射；媒质中的不均匀体如对流层中的湍流团使电波产生散射；球形地面和障碍物将使电波产生绕射；特别是某些传输媒质的时变性使射线轨迹随机变化，使得到达接收天线处的射线入射角随机起伏，使接收信号产生严重的衰落。7.2视距传播一、定义视距传播：依靠

6、发射天线与接收天线之间的直射线进行的传播方式。主要用于超短波和微波波段的电波传播。地面通信、卫星通信以及雷达等都可以采用这种传播方式。二、视线距离1、地球曲率对视线距离的影响设发射天线高度为h1、接收天线高度为h2，由于地球曲率的影响，两个天线之间的视线距离（相互看得见）为：图7-3视线距离2、大气折射率对视线距离的影响大气层是非均匀媒质，介电常数和折射率是高度的函数，随高度的增加而减小。大气折射率的变化使电波射线向下弯曲，有利于电波实现更远距离的传播。如果考虑大气折射率的影响，视距传输距离需要修正。三、大气对电波的衰减大气对电波的衰减主要来自两个方面：1、热吸

7、收和谐振吸收：云、雾、雨等小水滴对电波的热吸收与小水滴的浓度有关；水分子、氧分子对电波的谐振吸收与工作波长有关。2、散射衰减：云、雾、雨等小水滴对电波的散射,散射衰减与小水滴半径的六次方成正比，与波长的四次方成反比。工作波长短于5cm时，就应该考虑大气层对电波的衰减，工作波长短于3cm时，大气层对电波的衰减将趋于严重。四、反射波的影响1、概念视距传播中，除了直射波外，还存在从发射天线经由地面反射到达接收天线的反射波，接收天线处的场是直射波与反射波的叠加。当波长较大、投射角很小时，光滑地面的反射系数接近于－1。2、结论①当工作波长和收、发天线间距不变时,接收点场强