微波技術(shù)與天線第7章-文庫(kù)吧資料
2025-05-05 06:44本頁(yè)面
【正文】 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 。 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 。 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 。 (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 。 ） , 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) 。 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) 。 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) 。 通常把 r＜ , 將 r＞ , 而把 ＜ r＜ 半陰影區(qū) 。 r?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 – 4 大氣層對(duì)電波的折射 ( b )n1n2n3n4( a )信息科學(xué)與工程學(xué)院 孔繁敏 Email: 第 7章 電波傳播概論 當(dāng)考慮大氣的不均勻性對(duì)電波傳播軌跡的影響時(shí) , 視距公式應(yīng)修正為 )(10)()(2 32121 mhhhhar ev ????? 在光學(xué)上 , r＜ rv的區(qū)域稱為照明區(qū) , r＞ rv的區(qū)域稱為陰影區(qū)。 若將大氣層分成許多薄片層 , 每一薄層是均勻的 , 各薄層的折射率 n隨高度的增加而減小 。 由于大氣層是非均勻媒質(zhì) , 其壓力 、 溫度與濕度都隨高度而變化 , 大氣層的介電常數(shù)是高度的函數(shù) 。 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 ” , 當(dāng) r＞ rv時(shí) , 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(shí)的視線極限距離 , 簡(jiǎn)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(shí)際傳輸媒質(zhì)對(duì)電波傳播的影響問題時(shí) , 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(shí)際所經(jīng)歷的空間場(chǎng)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(hào)帶寬不能超過 1/τ。 其余各成分依次類推 。 對(duì)所傳輸信號(hào)中的每個(gè)頻率成分 , 相同的 τ值引起不同的相差 。 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)接收點(diǎn)的場(chǎng)是兩條路徑傳來的相位差為 φ=ωτ的兩個(gè)電場(chǎng)的矢量和 。 隨機(jī)多徑傳輸效應(yīng)： 多徑傳輸也會(huì)引起信號(hào)畸變。 載有信號(hào)的無線電波都占據(jù)一定的頻帶 , 當(dāng)電波通過媒質(zhì)傳播到達(dá)接收點(diǎn)時(shí) , 由于各頻率成分傳播速度不同 , 因而不能保持原來信號(hào)中的相位關(guān)系 , 引起波形失真。 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) 無線電波通過媒質(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 。 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)間存在若干條傳播路徑 , 典型的如天波傳播 、 不均勻媒質(zhì)傳播等 ， 在這些傳播方式中 , 傳輸媒質(zhì)具有隨機(jī)性 , 因此使到達(dá)接收點(diǎn)的各路徑的時(shí)延隨機(jī)變化 , 致使合成信號(hào)幅度和相位都發(fā)生隨機(jī)起伏 。 慢衰落通常是指信號(hào)電平的中值 （ 五分鐘中值 、 小時(shí)中值 、 月中值等 ） 在較長(zhǎng)時(shí)間間隔內(nèi)的起伏變化 。 由于氣象的隨機(jī)性 , 這種吸收的強(qiáng)弱也有起伏 , 形成信號(hào)的衰落 。 根據(jù)引起衰落的原因分類 , 吸收型衰落： 吸收型衰落主要是由于傳輸媒質(zhì)電參數(shù)的變化 , 使得信號(hào)在媒質(zhì)中的衰減發(fā)生相應(yīng)的變化而引起的 。 不同的傳播方式 、 傳播媒質(zhì) , 信道的傳輸損耗不同 。 這種能量損耗可能是由于大氣對(duì)電波的吸收或散射引起的 , 也可能是由于電波繞過球形地面或障礙物的繞射而引起的 。信息科學(xué)與工程學(xué)院 孔繁敏 Email: 第 7章 電波傳播概論 電波傳播的基本概念 視距傳播 天波傳播 地面
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