微波技術(shù)與天線(2)(參考版)
2025-05-15 06:12本頁(yè)面
【正文】 。 什么是地面波傳播 ？ 簡(jiǎn)述地面波的波前傾斜現(xiàn)象 。 什么是天波傳播 ？ 簡(jiǎn)述天波傳播的特點(diǎn) 。 什么是傳輸失真 ？ 簡(jiǎn)述引起失真的原因 。 ③ 這種傳播方式的優(yōu)點(diǎn)是 : 容量大 , 可靠性高 , 保密性好 , 單跳跨距達(dá) 300~800 km, 一般用于無(wú)法建立微波中繼站的地區(qū) , 如用于海島之間或跨越湖泊 、 沙漠 、 雪山等地區(qū) 。 這種隨機(jī)多徑傳播現(xiàn)象 , 使信號(hào)產(chǎn)生嚴(yán)重的快衰落 。 通過(guò)上述分析 , 可以看出對(duì)流層散射傳播具有下列特點(diǎn) : 第 7章 電波傳播概論 ① 由于散射波相當(dāng)微弱 , 即傳輸損耗很大 （ 包括自由空間傳輸損耗 、 散射損耗 、 大氣吸收損耗及來(lái)自天線方面的損耗 , 一般超過(guò) 200dB） , 因此對(duì)流層散射通信要采用大功率發(fā)射機(jī) 、 高靈敏度接收機(jī)和高增益天線 。 電磁波的這種無(wú)規(guī)則 、 無(wú)方向的輻射 , 即為散射 , 相應(yīng)的介質(zhì)團(tuán)稱為散射體 , 如圖 7 16 所示 。 當(dāng)超短波 、 短波投射到這些不均勻體時(shí) , 就在其中產(chǎn)生感應(yīng)電流 , 成為一個(gè)二次輻射源 , 將入射的電磁能量向四面八方再輻射 。 5千米的區(qū)域 , 在太陽(yáng)的輻射下 ， 受熱的地面通過(guò)大氣的垂直對(duì)流作用 , 對(duì)流層升溫 。 現(xiàn)以對(duì)流層散射為例簡(jiǎn)單介紹不均勻媒質(zhì)的散射傳播的原理 。 電離層散射主要用于 30～ 100MHz頻段 , 對(duì)流層散射主要用于 100 MHz以上頻段 。 第 7章 電波傳播概論 除了上述三種基本傳輸方式外 , 還有散射波傳播 。 根據(jù)橫磁波存在的各場(chǎng)分量 Ex1, Ez1, Hy1, 其電場(chǎng)分量在入射平面內(nèi) , 故稱為垂直極化波 。 應(yīng)該指出 , 地面波的傳播情況與電波的極化形式有很大關(guān)系 。 但在某些場(chǎng)合 , 由于受到條件的限制 , 也可以采用低架水平天線接收 。 ② 地面波的波前傾斜現(xiàn)象在接收地面上的無(wú)線電波中具有實(shí)用意義 。 第 7章 電波傳播概論 圖 7 – 14 理想導(dǎo)電地面的場(chǎng)結(jié)構(gòu) 第 7章 電波傳播概論 圖 7 – 15 非理想導(dǎo)電地面的場(chǎng)結(jié)構(gòu) 第 7章 電波傳播概論 從以上知識(shí)可以得到如下結(jié)論 : ① 垂直極化波沿非理想導(dǎo)電地面?zhèn)鞑r(shí) , 由于大地對(duì)電波能量的吸收作用 , 產(chǎn)生了沿傳播方向的電場(chǎng)縱向分量 Ez1, 因此可以用 Ez1的大小來(lái)說(shuō)明傳播損耗的情況 。 并沿地表面形成較小的電場(chǎng)水平分量 , 致使波前傾斜 , 并變?yōu)闄E圓極化波 , 如圖 7 15所示 。 第 7章 電波傳播概論 設(shè)有一直立天線架設(shè)于地面之上 , 輻射的垂直極化波沿地面?zhèn)鞑r(shí) , 若大地是理想導(dǎo)體 , 則接收天線接收到的仍是垂直極化波 （ 圖 7 14） 。 ⑤ 由于天波傳播是靠高空電離層的反射 , 因而受地面的吸收及障礙物的影響較小 , 也就是說(shuō)這種傳播方式的傳輸損耗較小 , 因此能以較小功率進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信 。 第 7章 電波傳播概論 ④ 電離層所能反射的頻率范圍是有限的 , 一般是短波范圍 。 ② 天波傳播的隨機(jī)多徑效應(yīng)嚴(yán)重 , 多徑時(shí)延較大 , 信道帶寬較窄 。 頻率太低 , 電離層吸收太大 , 以致不能保證必要的信噪比 。 fopt= 還需要注意的是 , 電離層的 D層對(duì)電波的吸收是很?chē)?yán)重的 , 夜晚 , D層消失 , 致使天波信號(hào)增強(qiáng) , 這正是晚上能接收到更多短波電臺(tái)的原因 。 第 7章 電波傳播概論 圖 7 – 13 多徑效應(yīng) 第 7章 電波傳播概論 （ 4） 最佳工作頻率 fopt 電離層中自由電子的運(yùn)動(dòng)將耗散電波的能量 , 使電波發(fā)生衰減 , 但電離層對(duì)電波的吸收主要是 D層和 E層 。 第 7章 電波傳播概論 （ 2） 由式 （ 7 3 4） 可得電離層能把頻率為 f(Hz)的電波 “ 反射 ”回來(lái)的最小入射角 θ0 min為 2m a xm i n0 rc s i nfN??? 由于入射角 θ0＜ θ0min的電波不能被電離層 “ 反射 ” 回來(lái) , 使得以發(fā)射天線為中心的 、 一定半徑的區(qū)域內(nèi)就不可能有天波到達(dá) , 從而形成了天波的靜區(qū) 。 也就是說(shuō) , 當(dāng)電波入射角 θ0一定時(shí) , 隨著頻率的增高 , 電波反射后所到達(dá)的距離越遠(yuǎn) 。 由此引入下列幾個(gè)概念 : (734) (735) 設(shè)電波在第 i層處到達(dá)最高點(diǎn) , 然后即開(kāi)始折回地面 , 則將 θi=90176。 如圖 7 10, 在各薄片層間的界面上連續(xù)應(yīng)用折射定律可得 n0 sinθ0=n1 sinθ1
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