微波技術(shù)與天線第7章(編輯修改稿)
2025-05-26 06:44 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 振吸收與工作波長(zhǎng)有關(guān) 。 云 、 霧 、 雨等小水滴對(duì)電波的散射 , 散射衰減與小水滴半徑的六次方成正比 , 與波長(zhǎng)的四次方成反比 。 當(dāng)工作波長(zhǎng)短于 5cm時(shí) , 就應(yīng)該考慮大氣層對(duì)電波的衰減 , 尤其當(dāng)工作波長(zhǎng)短于 3cm時(shí) , 大氣層對(duì)電波的衰減將趨于嚴(yán)重 。 就云 、 霧 、 雨 、 雪對(duì)微波傳播的影響來說 , 降雨引起的衰減最為嚴(yán)重 , 對(duì) 10千兆赫以上的頻率 , 由降雨引起的電波衰減在大多數(shù)情況下是可觀的 。 因此在地面和衛(wèi)星通信線路的設(shè)計(jì)中都要考慮由降雨引起的衰減 。 信息科學(xué)與工程學(xué)院 孔繁敏 Email: 第 7章 電波傳播概論 3. 場(chǎng) 分 析 在視距傳播中 , 除了自發(fā)射天線直接到達(dá)接收天線的直射波外 , 還存在從發(fā)射天線經(jīng)由地面反射到達(dá)接收天線的反射波 ， 如圖 75 所示 。 因此接收天線處的場(chǎng)是直射波與反射波的疊加 。 圖 7 – 5 直射波與反射波 ?? ′dh1h2h1z信息科學(xué)與工程學(xué)院 孔繁敏 Email: 第 7章 電波傳播概論 設(shè) h1為發(fā)射天線高度 , h2為接收天線高度 , d為收 、 發(fā)天線間距 , E為接收點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng) , Eθ1為直射波 , Eθ2為反射波 。 根據(jù)上面的分析 , ? ?? ?1020jkrjkreE E freE RE fr????????????? ??? ?? 式中 , R為反射點(diǎn)處的反射系數(shù) , R=|R|e jφ, f(θ)為天線方向函數(shù) 。 (724) (725) 12E E E????信息科學(xué)與工程學(xué)院 孔繁敏 Email: 第 7章 電波傳播概論 0 ()jk reE a E f Fr?????????????])([1 ??????? rrkjeRF式中， 而 dhhdhhdhhrr 21212221 22)(2)( ???????將其代入式 （ 7 2 7） 得 )/( 2121 ????? dhhkjeRF(726) (727) (728) (729) 如果兩天線間距離 dh1, h2, 則有 信息科學(xué)與工程學(xué)院 孔繁敏 Email: 第 7章 電波傳播概論 對(duì)于視距通信電路來說 , 電波的射線仰角是很小的 （ 通常小于 1176。 ） , 所以有 )2s i n (21 21/2 21 ??d hheF dhhjk ??? ? 當(dāng)?shù)孛骐妼?dǎo)率為有限值時(shí) , 若射線仰角很小 , 則有 RH≈RV≈1 式中 , RH為水平極化波的反射系數(shù) 。 RV垂直極化波的反射系數(shù) 。 (7210) (7211) 信息科學(xué)與工程學(xué)院 孔繁敏 Email: 第 7章 電波傳播概論 圖 7 – 6 接收點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)隨天線高度的變化曲 信息科學(xué)與工程學(xué)院 孔繁敏 Email: 第 7章 電波傳播概論 圖 7 –7 接收點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)隨間距 d的變化曲線 信息科學(xué)與工程學(xué)院 孔繁敏 Email: 第 7章 電波傳播概論 由上式可得到下列結(jié)論 : 當(dāng)工作波長(zhǎng)和收 、 發(fā)天線間距不變時(shí) , 接收點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)隨天線高度 h1和 h2的變化而在零值與最大值之間波動(dòng) ， 如圖 7 6 所示 。 當(dāng)工作波長(zhǎng) λ和兩天線高度 h1和 h2都不變時(shí) , 接收點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)隨兩天線間距的增大而呈波動(dòng)變化 , 間距減小 ， 波動(dòng)范圍減小 ， 如圖 7 7所示 。 當(dāng)兩天線高度 h1和 h2和間距 d不變時(shí) , 接收點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)隨工作波長(zhǎng) λ呈波動(dòng)變化 ， 如圖 7 8 所示 。 信息科學(xué)與工程學(xué)院 孔繁敏 Email: 第 7章 電波傳播概論 圖 7 – 8 接收點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)隨工作波長(zhǎng) λ的變化曲線 0 . 20 . 40 . 60 . 811 . 21 . 41 . 61 . 8210 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ? / m衰減因子 F信息科學(xué)與工程學(xué)院 孔繁敏 Email: 第 7章 電波傳播概論 總之 , 在微波視距通信設(shè)計(jì)中 , 為使接收點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)穩(wěn)定 , 希望反射波的成分愈小愈好 。 所以在通信信道路徑的設(shè)計(jì)和選擇時(shí) , 要盡可能地利用起伏不平的地形或地物 , 使反射波場(chǎng)強(qiáng)削弱或改變反射波的傳播方向 , 使其不能到達(dá)接收點(diǎn) , 以保證接收點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)穩(wěn)定 。 信息科學(xué)與工程學(xué)院 孔繁敏 Email: 第 7章 電波傳播概論 天波傳播 1. 電離層概況 電離層是地球高空大氣層的一部分 , 從離地面 60km的高度一直延伸到 1000km的高空 。 由于電離層電子密度不是均勻分布的 , 因此 , 按電子密度隨高度的變化相應(yīng)地分為 D, E, F1, F2四層 , 每一個(gè)區(qū)域的電子濃度都有一個(gè)最大值 , 如圖 7 9所示 。 電離層主要是太陽的紫外輻射形成的 , 因此其電子密度與日照密切相關(guān) ——白天大 , 晚間小 , 而且晚間 D層消失 。 電離層電子密度又隨四季不同而發(fā)生變化 。 信息科學(xué)與工程學(xué)院 孔繁敏 Email: 第 7章 電波傳播概論 1031041051065 0 01 0 0 0F2電 子 濃 度 / ( 個(gè)數(shù) / c m3 )高度 / kmF1DE圖 7 9 電離層電子密度的高度分布 信息科學(xué)與工程
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