电波传播理论（徐立勤）18航空移动、海上移动与雷达定位业务传播预测模型

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1、第18章航空移动、海上移动与雷达定位业务传播预测模型本书捉供的电波传播模型町以川于实际通信系统无线电电路与无线电网络的工程设计计算，捉供设计计算的底层技术，并且采用的是国际先进的可靠技术。这种设计计算很容易借助计算机程序软件来实现。开发这类软件的核心问题是寻找合适的电波传播模型与先进的算法。木章将按开发无线电电路设计软件的要求，叙述航空移动业务和海上移动业务场强预测计算的物理数学模型与算法，以便读者自己可以研制和编写相关的设计软件。作者和信，这对于读者学习自己开发无线电网络和电路的规划、设计和优化软件将会有很大的帮助。基本上，根据本章给出的算法模型，读者按软件逻辑流程框图的指引，就可

2、以编写岀相关的传输损耗与场强的预测软件，并制作出场强覆盖图。18.1航空移动业务传播预测模型18.1.1传播模型本章给出的传播模型适用于航空移动通信业务和航空导航业务。航空业务可以是地面站与飞机Z间的通信，也可以是飞机与飞机ZI'可的通信。所以，航空移动业务的特点是，至少冇一个台站是在空中，甚至两个台站都在空中，R航空器可到达离地面20多公里的高空。航空移动业务是介于地面通信业务与卫星通信业务之间的一种通信业务，具传播电路可以穿过整个对流层，但是主要限于对流层内部，或者最髙可超过同温层的下边界。木模型中所使用的大气模型是通用国际标准参考大气模型。航空移动通信所使用的传播模型，在较高仰

3、角吋，通常地反射可以忽略，所以可以釆用自由空间传播模型，但是，如果频率高于10GHz,则还需要同时考虑大气气体的吸收衰减。在较低仰角时，地反射的影响不叮忽略，在这种情况下，基本的传播模式是直接射线与地反射合成的二射线传播模式，当频率较高时也要考虑大气气体的吸收损耗。本章中的基木数据来自于大量实验测试的统计结果。18.1.2主要已知参数表1&1与表1&2列出了通信质量要求、发射站的技术参数和接收站的技术参数，即在航空移动业务的场强计算屮需要预先给定的参数，也就是软件设计计算的输入参数，包括每个参数的名称、数学表示符号、数据类型、单位和说明等项口。场强计算中需要知道收、发点之间的距离，这

4、可以根据通过收、发点的地理经纬度和天线的海拔高度而得到。表18.1无线链路和发射站参数表参数名称符号数据类型单位默认值说明地点百分数LReal%50时间百分数TReal%50发射站经度&Real发射站纬度0RealOfff发射站海拔高度RealM发射站地面的海拔高度发射天线高度RealM发射天线离地面的高度发射天线指向JReal度分秒0正北为零，顺时针旋转发射天线增益qRealdB0发射天线极化POLtCharH天线方向性图二维数组dB水平和垂直面方向性图发射频率fRealMHzVHF发射功率P,RealdBW30发射端馈线损耗RealdB0表18.2接收站参数参数名称符号数据类型单

5、位默认值说明接收站经度&Real度分秒接收站纬度0Real度分秒接收站海拔高度比RealM接收站地面的海拔高度接收天线高度hrRealM10接收天线离地面的高度接收天线指向0Real度分秒0接收天线增益RealdB0接收天线极化POLrCharH天线方向性图二维数组dB水平面和垂直面方向性图接收端馈线损耗sRealdB018.1.3基本传输损耗数据与曲线国际电联lTU・RRec.P.528号建议⑵给出了航空移动通信业务的基本传输损耗对距离的曲线，其频率分别为125MHz,300MH乙1.2GHz,5」GHz,9.4GHz以及15.5GHz,这是为航空移动业务分配的工作频段。比如，12

6、5MHz的50%不被超过的基本传输损耗对距离的关系如图18.1所示，图屮不同的曲线对应于不同的收发天线高度，最上面的一条虚线代表自由空间损耗。Rec.P.528号建议不但给出了棊木传输损耗中值的曲线，同时给出了5%时间和95%时间不被超过的基本传输损耗与距离的关系曲线，前者用于干扰与协调分析，后者用于通信系统的设计计算。这些Illi线是大量实验测试结果的总结并经过数据平滑、内插与外推，数据归算中采用了国际通用标准大气模型，实验数据主要来H于陆地中纬度地区的传播测试。图18」电路距离A151000B10001000C1510000D100010000E1520000F100020000

7、G1000010000H100002000012000020000标号満/:,豳05MHz18.1.3基本传输损耗数据表设发射站和接收站的海拔高度分别为：h、=H丫+hth2—Hr+hr其屮，H,和勺分別为发射站地面的海拔高度和发射站天线离地面的高度，和％为接收站地而的海拔高度和接收站天线离地血的高度。根据以上所述，航空移动业务的基本传输损耗的实验测试曲线是频率/、时间百分数7、发射天线高度人、接收天线高度他以及距离的函数〃，它对以表示为：S=Lb（.f,