微波技術(shù)與天線第7章-在線瀏覽
2025-07-14 06:12本頁面
【正文】 差別而引起的信號失真 。 至于色散效應(yīng)引起信號畸變的程度 , 則要結(jié)合具體信道的傳輸情況而定 。 這是因為無線電波在傳播時通過兩個以上不同長度的路徑到達(dá)接收點 , 接收天線檢拾的信號是幾個不同路徑傳來的電場強(qiáng)度之和 。 最大的傳輸時延與最小的傳輸時延的差值定義為多徑時延 τ。 例如對 f1， 若 φ1=ω1τ=π, 則因二矢量反相抵消 , 此分量的合成場強(qiáng)呈現(xiàn)最小值；而對 f2, 若 φ2=ω2τ=2π, 則因二矢量同相相加 , 此分量的合成場強(qiáng)呈現(xiàn)最大值 ， 如圖 7 2(b)所示 。 顯然 , 若信號帶寬過大 , 就會引起較明顯的失真 。 因此 ， 引入相關(guān)帶寬的概念 ， 定義相關(guān)帶寬 : 第 7章電波傳播概論 圖 72 多徑傳輸效應(yīng) 合成場強(qiáng)f1f2f3f( b )( a )第 7章電波傳播概論 ?1??f (4) 當(dāng)電波在無限大的均勻 、 線性媒質(zhì)內(nèi)傳播時 , 射線是沿直線傳播的 。 媒質(zhì)中的不均勻體如對流層中的湍流團(tuán)將使電波產(chǎn)生散射 。 特別是某些傳輸媒質(zhì)的時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 , 使接收信號產(chǎn)生嚴(yán)重的衰落 。 第 7章電波傳播概論 所謂視距傳播 , 是指發(fā)射天線和接收天線處于相互能看見的視線距離內(nèi)的傳播方式 。 它主要用于超短波和微波波段的電波傳播 。 圖 7 3 中 , AB與地球表面相切 , a為地球半徑 , 由圖可得到以下關(guān)系式 : )(2 21 hharv ??將地球半徑 a= 106m代入上式 , 即有 321 10)( ??? hhrv 式中 ， h1和 h2的單位為米 。 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) 。 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 。 當(dāng)考慮大氣的不均勻性對電波傳播軌跡的影響時 , 視距公式應(yīng)修正為 r?)(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)。 通常把 r＜ , 將 r＞ , 而把 ＜ r＜ 半陰影區(qū) 。 一方面是云 、 霧 、 雨等小水滴對電波的熱吸收及水分子 、 氧分子對電波的諧振吸收 。 另一方面是云 、 霧 、 雨等小水滴對電波的散射 , 散射衰減與小水滴半徑的六次方成正比 , 與波長的四次方成反比 。 就云 、 霧 、 雨 、 雪對微波傳播的影響來說 , 降雨引起的衰減最為嚴(yán)重 , 對 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 。 3. 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 。 第 7章電波傳播概論 圖 7 – 5 直射波與反射波 ?? ′dh1h2h1z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為接收點場強(qiáng) , Eθ1為直射波 , Eθ2為反射波 。 如果兩天線間距離 dh1, h2, 則有 第 7章電波傳播概論 θ=θ′ FrefEaEjk r?? )(0 ??])([1 ??????? rrkjeRF式中， 而 dhhdhhdhhrr 21212221 22)(2)( ???????將其代入式 （ 7 2 7） 得 )/( 2121 ????? dhhkjeRF當(dāng)?shù)孛骐妼?dǎo)率為有限值時 , 若射線仰角很小 , 則有 RH≈RV≈1 第 7章電波傳播概論 式中 , RH為水平極化波的反射系數(shù) 。 對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。 ② 當(dāng)工作波長 λ和兩天線高度 h1和 h2都不變時 , 接收點場強(qiáng)隨兩天線間距的增大而呈波動變化 , 間距減小 ， 波動范圍減小 ， 如圖 7 7所示 。 總之 , 在微波視距通信設(shè)計中 , 為使接收點場強(qiáng)穩(wěn)定 , 希望反射波的成分愈小愈好 。 第 7章電波傳播概論 圖 7 – 8 接收點場強(qiáng)隨工作波長 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第 7章電波傳播概論 天波傳播通常是指自發(fā)射天線發(fā)出的電波在高空被電離層反射后到達(dá)接收點的傳播方式 , 有時也稱電離層電波傳播 , 主要用于中波和短波波段 。 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 , 每一個區(qū)域的電子濃度都有一個最大值 , 如圖 7 9所示 。 電離層電子密度又隨四季不同而發(fā)生變化 。 第 7章電波傳播概論 圖 7 9 電離層電子密度的高度分布 1031041051065001000F2電子濃度 / ( 個數(shù) / c m3 )高度 / kmF1DE第 7章
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