微波技術(shù)與天線(2)-文庫(kù)吧資料
2025-05-19 06:12本頁(yè)面
【正文】 =…= ni sinθi 式中 , n0為空氣折射率 , n0=1,θ0為電波進(jìn)入電離層時(shí)的入射角 。 當(dāng)電波進(jìn)入電離層后 , 由于電子密度隨高度的增加而逐漸減小 , 因此各薄片層的折射率依次變小 , 電波將連續(xù)下折 , 直至到達(dá)某一高度處電波開(kāi)始折回地面 。 根據(jù)經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)可求得自由電子密度為 Ne的各向同性均勻媒質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)為 2erfN???其折射率為 2 e ??? f Nn式中 , f為電波的頻率。 電離層電子密度又隨四季不同而發(fā)生變化 。 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 。 ③ 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 。 ） , 所以有 ????????? ??dhhF dhhk 21/2j π2s i n2e121（ 7211） 第 7章 電波傳播概論 由上式可得到下列結(jié)論 : ① 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 。 RV垂直極化波的反射系數(shù) 。 根據(jù)上面的分析 , E=Eθ1+Eθ2 (724) 第 7章 電波傳播概論 圖 7 – 5 直射波與反射波 第 7章 電波傳播概論 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) 。 因此接收天線處的場(chǎng)是直射波與反射波的疊加 。 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 。 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 。 熱吸收與小水滴的濃度有關(guān) , 諧振吸收與工作波長(zhǎng)有關(guān) 。 第 7章 電波傳播概論 圖 7 – 4 大氣層對(duì)電波的折射 第 7章 電波傳播概論 2. 大氣對(duì)電波的衰減主要來(lái)自兩個(gè)方面 。 第 7章 電波傳播概論 于電波頻率遠(yuǎn)低于光學(xué)頻率 , 故不能完全按上述幾何光學(xué)的觀點(diǎn)劃分區(qū)域 。 這樣當(dāng)電波在大氣層中依次通過(guò)每個(gè)薄層界面時(shí) , 射線都將產(chǎn)生偏折 , 因而電波射線形成一條向下彎曲的弧線 ， 如圖 74 所示 。 (722) m 第 7章 電波傳播概論 在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下 , 大氣層的介電常數(shù) εr隨高度增加而減小 ， 并逐漸趨近于 1, 因此大氣層的折射率 n= 隨高度的增加而減小 。 視距傳播時(shí) , 電波是在地球周圍的大氣中傳播的 , 大氣對(duì)電波產(chǎn)生折射與衰減 。 第 7章 電波傳播概論 視距傳播 1. 設(shè)發(fā)射天線高度為 h 接收天線高度為 h2（ 圖 73） , 由于地球曲率的影響 , 當(dāng)兩天線 A、 B間的距離 r＜ rv時(shí) , 兩天線互相“ 看得見(jiàn) ” , 當(dāng) r＞ rv時(shí) , 兩天線互相 “ 看不見(jiàn) ” , 距離 rv為收 、 發(fā)天線高度分別為 h2和 h1時(shí)的視線極限距離 , 簡(jiǎn)稱視距 。 特別是某些傳輸媒質(zhì)的時(shí)變性使射線軌跡隨機(jī)變化 , 使得到達(dá)接收天線處的射線入射角隨機(jī)起伏 , 使接收信號(hào)產(chǎn)生嚴(yán)重的衰落 。 媒質(zhì)中的不均勻體如對(duì)流層中的湍流團(tuán)將使電波產(chǎn)生散射 。 因此 ， 引入相關(guān)帶寬的概念 ， 定義相關(guān)帶寬 : ?1??f (7111) 第 7章 電波傳播概論 圖 72 多徑傳輸效應(yīng) 第 7章 電波傳播概論 (4) 當(dāng)電波在無(wú)限大的均勻 、 線性媒質(zhì)內(nèi)傳播時(shí) , 射線是沿直線傳播的 。 顯然 , 若信號(hào)帶寬過(guò)大 , 就會(huì)引起較明顯的失真 。 例如對(duì) f1， 若 φ1=ω1τ=π, 則因二矢量反相抵消 , 此分量的合成場(chǎng)強(qiáng)呈現(xiàn)最小值；而對(duì) f2, 若 φ2=ω2τ=2π, 則因二矢量同相相加 , 此分量的合成場(chǎng)強(qiáng)呈現(xiàn)最大值 ， 如圖 7 2(b)所示 。 最大的傳輸時(shí)延與最小的傳輸時(shí)延的差值定義為多徑時(shí)延 τ。 至于色散效應(yīng)引起信號(hào)畸變的程度 , 則要結(jié)合具體信道的傳輸情況而定 。 色散效應(yīng)是由于不同頻率的無(wú)線電波在媒質(zhì)中的傳播速度有差別而引起的信號(hào)失真 。 第 7章 電波傳播概論 (3) 無(wú)線電波通過(guò)媒質(zhì)除產(chǎn)生傳輸損耗外 , 還會(huì)產(chǎn)生失真 ——振幅失真和相位失真。 在較短的時(shí)間內(nèi)觀察時(shí) , 前者表現(xiàn)明顯 , 后者不易被察覺(jué) 。 這種衰落在移動(dòng)通信信道中表現(xiàn)得更為明顯 。 在某些傳輸方式中 , 由于收 、 發(fā)兩點(diǎn)
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