移动信号的传播特性

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1、第三章　移动信道的传播特性1一、信道的分类按信道特性参数随外界各种因素影响变化的快慢分－恒参信道：在足够长的时间内，其参数基本不变－变参信道：传输特性随时间的变化极快，又叫time-variantchannel。移动通信2电子工程系　李明二、无线电波传播特性电波的传播方式图３－１　频率大于30MHz的电波的传播通路移动通信3电子工程系　李明直射波：从发射天线直接到达接收天线的电波地面反射波：经过地面发射达到接收机的电波地表面波：沿地球表面传播的电波移动通信4电子工程系　李明直射波自由空间传播：指天线周围

2、为无限大的真空时的电波传播，是理想的传播条件。在此状态下，无反射、折射、绕射、散射和吸收，但是衰减依然存在。移动通信5电子工程系　李明在采用全向天线时，假设接收天线和发射天线之间的距离为d，发射天线的发射功率为PT瓦，接收处的电场强度有效值为E0，则有磁场强度有效值H0为单位面积上的电波功率密度S为移动通信6电子工程系　李明在采用天线增益为GT的方向性天线时移动通信7电子工程系　李明假设接收天线的接收功率为PR，接收天线的有效面积AR，则有当收、发天线增益为0dB时，即GR=GT=1时，接收功率为移动通信8电

3、子工程系　李明自由空间的传播损耗Lfs为d的单位为km，频率单位是MHz。此时，接收电平为式中，Lft、Lfr分别为发送端、接收端天线馈线系统损耗；Lbt、Lbr分别为发送端、接收端分路系统损耗，PT、PR的单位是dBm，其余的是dB。移动通信9电子工程系　李明例题：发送站和接收站的距离为50km，发信功率PT=5W，工作频率f=1.8GHz，天线增益为GT=GR=39dB，馈线和分路系统损耗LT=LR=3dB，求自由空间传播条件下的收信电平及功率？移动通信10电子工程系　李明大气中的电波传播１.大气折射折射

4、定律：电波传播速度v与大气折射率n成反比，式中c为光速当一束电波通过折射率随高度变化的大气层时，由于不同高度上的电波传播速度不同，从而使电波射束发生弯曲。由大气折射率引起电波传播方向发生弯曲的现象，称为大气对电波的折射。移动通信11电子工程系　李明等效地球半径：为了使得电波轨迹与地面之间的高度差保持不变，仍然将电波射线看成是直线，以等效地球半径Re代替实际地球半径R0。两者关系如下：dn/dh为折射率梯度。移动通信12电子工程系　李明图3-２　不同大气折射的电波传播轨迹移动通信13电子工程系　李明2.视线传播

5、极限距离图３－３　视线传播极限距离移动通信14电子工程系　李明天线顶点A到切点C的距离d1为切点C到天线顶点B的距离d2为因此，视线传播的极限距离d为式中，ht、hr的单位是m，d的单位是km，Re为地球等效半径。移动通信15电子工程系　李明障碍物的影响与绕射损耗绕射损耗：由于电波的直射路径上存在各种障碍物而引起的附加传播损耗。移动通信16电子工程系　李明菲涅尔余隙：障碍物顶点至发送天线和接收天线直线间的距离。未受阻挡视通时为正，阻挡时为负。假设x1是第一菲涅尔区在某一点横截面的半径，则有移动通信17电子工程

6、系　李明图３－４　(a)负余隙(b)正余隙移动通信18电子工程系　李明图３－５　绕射损耗与余隙的关系当x/x1>0.7时，附加损耗为0dB，障碍物对直射波传播基本上没有影响。移动通信19电子工程系　李明反射波形成的原因：电波传播过程中遇到两种不同介质的光滑界面时，如果界面尺寸比电波波长大得多时，就会产生镜面反射。移动通信20电子工程系　李明图３-６　平坦地形对电波的反射移动通信21电子工程系　李明在接收点产生的合成场强为：式中，E0为自由空间传播时的场强有效值；r为反射波与直射波的行程差。为反射系数，值

7、与地面条件有关。衰落因子：移动通信22电子工程系　李明三、移动信道的特性移动信道的主要特点－传播的开放性－接收点地理环境的复杂性和多样性(城市中心繁华区、近郊小城镇区、农村及远郊区)－通信用户的随机移动性(慢速步行、高速车载)移动通信23电子工程系　李明移动通信系统中信号的损耗１.路径传播损耗见电波在自由空间的传播部分２.慢衰落损耗是由于在电波传播路径上受到建筑物及山丘等的阻挡所产生的阴影效应而产生的损耗。由于慢衰落表示接收信号的长期变化，因此又叫做长期衰落(longtermfading)。慢衰落损耗近似服从

8、对数正态分布。移动通信24电子工程系　李明３.快衰落损耗主要是由于多径传播而产生的衰落。移动通信中，沿着不同的路径，经过了不同的距离的信号到达接收端后叠加形成了不同相位的到达信号，合成的信号幅度快速的起伏变化，其变化率比慢衰落快。由于快衰落表示信号的短期变化，所以又称短期衰落(shorttermfading)。移动通信25电子工程系　李明图３－７　移动台接收N条路径信号移动通信26电子工程系　李明－