微波技術(shù)與天線第7章-文庫吧資料
2025-05-19 06:12本頁面
【正文】 “ 2” 所示； 但當(dāng) θ0繼續(xù)減小時 , 通信距離變遠(yuǎn) , 如圖 7 12 中的曲線 “ 3”。 也就是說 , 當(dāng)電波入射角 θ0一定時 , 隨著頻率的增高 , 電波反射后所到達(dá)的距離越遠(yuǎn) 。 代入上式得 第 7章電波傳播概論 圖 7 –10 電離層對電波的連續(xù)折射 ?0?1?2n0n1n2第 7章電波傳播概論 20 i nfNn ii ????0s e ?iNf ? 上式揭示了天波傳播時 , 電波頻率 f(Hz)與入射角 θ0和電波折回處的電子密度 Ni（ 電子數(shù) /m3） 三者之間的關(guān)系 。 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=…= ni sinθi 式中 , n0為空氣折射率 , n0=1,θ0為電波進(jìn)入電離層時的入射角 。 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)某一高度處電波開始折回地面 。 根據(jù)經(jīng)典電動力學(xué)可求得自由電子密度為 Ne的各向同性均勻媒質(zhì)的相對介電常數(shù)為 2fN er ???其折射率為 2 ??? f Nn e式中 , f為電波的頻率。 除此之外 , 太陽的騷動與黑子活動也對電離層電子密度產(chǎn)生很大影響 。 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 。 1. 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 1000 km的高空 。 所以在通信信道路徑的設(shè)計和選擇時 , 要盡可能地利用起伏不平的地形或地物 , 使反射波場強(qiáng)削弱或改變反射波的傳播方向 , 使其不能到達(dá)接收點 , 以保證接收點場強(qiáng)穩(wěn)定 。 第 7章電波傳播概論 圖 7 – 6 接收點場強(qiáng)隨天線高度的變化曲 圖 7 –7 接收點場強(qiáng)隨間距 d的變化曲線 第 7章電波傳播概論 ③ 當(dāng)兩天線高度 h1和 h2和間距 d不變時 , 接收點場強(qiáng)隨工作波長 λ呈波動變化 ， 如圖 7 8 所示 。 ） , 所以有 )2s i n(21 21/2 21 ??d hheF dhhjk ??? ? 由上式可得到下列結(jié)論 : ① 當(dāng)工作波長和收 、 發(fā)天線間距不變時 , 接收點場強(qiáng)隨天線高度 h1和 h2的變化而在零值與最大值之間波動 ， 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 Eθ1=E 0 f(θ) re jkr?Eθ2=RE0f(θ′) re rjk??? 式中 , R為反射點處的反射系數(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)計中都要考慮由降雨引起的衰減 。 第 7章電波傳播概論 當(dāng)工作波長短于 5cm時 , 就應(yīng)該考慮大氣層對電波的衰減 , 尤其當(dāng)工作波長短于 3cm時 , 大氣層對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有關(guān) 。 2. 大氣對電波的衰減主要來自兩個方面 。 第 7章電波傳播概論 圖 7 – 4 大氣層對電波的折射 ( b )n1n2n3n4( a )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)的觀點劃分區(qū)域 。 這樣當(dāng)電波在大氣層中依次通過每個薄層界面時 , 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 7 4 所示 。 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 , 電波是在地球周圍的大氣中傳播的 , 大氣對電波產(chǎn)生折射與衰減 。 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 , 兩天線互相“ 看得見 ” , 當(dāng) r＞ rv時 , 第 7章電波傳播概論 圖 73 視線距離 Ah1h2rvBCOa第 7章電波傳播概論 兩天線互相 “ 看不見 ” , 距離 rv為收 、 發(fā)天線高度分別為h2和 h1時的視線極限距離 , 簡稱視距 。 地面通信 、 衛(wèi)星通信以及雷達(dá)等都可以采用這種傳播方式 。 因此 , 在研究實際傳輸媒質(zhì)對電波傳播的影響問題時 , 電波傳播方向的變化也是重要內(nèi)容之一 。 球形地面和障礙物將使電波產(chǎn)生繞射 。 然而電波傳播實際所經(jīng)歷的空間場所是復(fù)雜多樣的 : 不同媒質(zhì)的分界處將使電波折射 、 反射 。 所以一般情況下 , 信號帶寬不能超過 1/τ。 其余各成分依次類推 。 對所傳輸信號中的每個頻率成分 , 相同的 τ值引起不同的相差 。 設(shè)接收點的場是兩條路徑傳來的相位差為 φ=ωτ的兩個電場的矢量和 。 第 7章電波傳播概論 多徑傳輸也會引起
畢業(yè)設(shè)計相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1