【正文】 地面 3 地面 （ 平均 ） 15 典型地面?zhèn)鞑蓮侥Ｐ? 在簡(jiǎn)化條件下，地面電波傳播的典型模型是一個(gè)兩徑模型：由基站天線與移動(dòng)臺(tái)天線之間的直射波和兩者之間經(jīng)過(guò)地面的反射波組成 當(dāng)傳播路徑遠(yuǎn)大于天線高度時(shí) ， 并假設(shè)一定的簡(jiǎn)化條件 ， 接收天線 B處的總場(chǎng)強(qiáng)為 這里 ， 是反射路徑與直射路徑的相位差 ， 它與兩者路徑差的關(guān)系為 )1(Re )(000 ??? ????? ???? jj eREEEE??)(22 12 ddd ????? ?????反射公式 當(dāng) 時(shí) ， 可以推出近似公式 該公式稱為反射公式，可用于典型地面?zhèn)鞑キh(huán)境中的場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算。 42 ??? ?dhh mbdhhEE mb??04?AEE 0?0E四、 光滑球面上電波傳播（ 地球上的兩徑模型 ） ? 地球是一個(gè)球面體 。 ? 此時(shí) ， 將兩徑模型的反射面由平面變成球面更接近實(shí)際傳播環(huán)境 。 ? 應(yīng)用平面大地反射公式得到接收天線處場(chǎng)強(qiáng)為 ? 實(shí)際情況是地球半徑很大 ， 經(jīng)簡(jiǎn)化可以推導(dǎo)出 1204hhEEd?????1 1 1h h h? ? ? ? 2 2 2h h h? ? ? ?21102dhR??22202dhR??五、大氣中電波傳播（ “ 標(biāo)準(zhǔn)大氣 ” ） ? 假設(shè)電波沿直線傳播 ， 在均勻大氣中是正確的 。 大氣的溫度 、濕度和壓力都隨著地區(qū)和高度的不同而變化 ， 因此是不均勻的 ， 會(huì)使電波產(chǎn)生折射 、 散射以及吸收的現(xiàn)象 ， （ 1） 折射的基本概念 ? 當(dāng)電磁波從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向會(huì)發(fā)生變化，這就是所謂折射現(xiàn)象，如圖所示。 1?2?折射現(xiàn)象 折射率 ? 折射定律表明，入射角的正弦與折射角的正弦成比例，即有 比例因子 與介質(zhì)有關(guān)，稱為介質(zhì) 2對(duì)介質(zhì) 1的相對(duì)折射率。為了方便，工程上引入大氣折射指數(shù) N與大氣溫度、壓強(qiáng)和水蒸氣壓強(qiáng)的關(guān)系為 式中， T為絕對(duì)溫度，單位卡爾文； e為水蒸氣壓強(qiáng)，單位毫巴； P為大氣壓強(qiáng)，單位毫巴。 這就導(dǎo)致電波在對(duì)流層中傳播時(shí)會(huì)不斷發(fā)生折射 ， 從而傳輸軌跡彎曲 ， 這種現(xiàn)象稱為大氣折射 。工程上用等效的方法來(lái)處理，即將電波彎曲傳播等效成直線傳播。 大氣折射率的變化對(duì)雷達(dá)定位、多普勒測(cè)速和紅外光傳輸?shù)挠兄匾绊憽?電波從 A點(diǎn)由下層射入相鄰的上層 ， 入射角為 φ 。 ? 求電波傳播曲線在 A點(diǎn)處的曲率半徑。當(dāng) AB長(zhǎng)度趨近于零時(shí)， O’ A的極限位置就是 A點(diǎn)的曲率半徑。 所謂等效就是直線傳播軌跡上任一點(diǎn)到等效地面的距離與曲線傳播軌跡上的相應(yīng)點(diǎn)到實(shí)際地面的距離相等 。 正折射分為三種情況： （ i） 標(biāo)準(zhǔn)大氣折射 ： ,在標(biāo)準(zhǔn)大氣折射下的等效地球半徑 。 （ iii）超折射 34?KkmR e 8 5 0 0?(3)視距傳播的極限距離 ? 由于地球表面的彎曲 ， 視線傳播有一個(gè)極限距離 。應(yīng)該采用等效地球半徑 。實(shí)際傳播環(huán)境中地面都是起伏不平的。 ? 工程中要解決的問(wèn)題是，在什么條件下，可以認(rèn)為地面會(huì)引起理想的鏡面反射；在什么條件下必須將地面看為是粗糙不平坦的。 粗糙地面簡(jiǎn)化模型 ? 假設(shè)有如圖中所示的由兩個(gè)平行面構(gòu)成的地面，高度差為 Δh。所謂行程差就是射線從波陣面 A到波陣面 B所經(jīng)過(guò)的路徑。 ? 瑞利準(zhǔn)則 ， 可以得出光滑地面應(yīng)該滿足的條件是 ? 可以推出 2s i n4 ???? ?? h??s i n8?? h七、 障礙物的影響及繞射損耗 在實(shí)際陸地?zé)o線通信中 ， 發(fā)射與接收之間的傳播路徑上 ， 往往有山丘 、 建筑物 、 樹(shù)木等障礙物存在 。 （ 1） 電波傳播的費(fèi)涅爾區(qū) 繞射損耗與電波傳播費(fèi)涅爾區(qū)的概念緊密相關(guān)。費(fèi)涅爾提出一種簡(jiǎn)單的方法給出了這種傳輸空間區(qū)域的分布特性。 所謂第 Ⅰ 費(fèi)涅爾區(qū)就是以上 時(shí)所構(gòu)成的費(fèi)涅爾區(qū) 。理論分析表明，通過(guò)第 Ⅰ 費(fèi)涅爾區(qū)到達(dá)接收天線的電磁波能量約占該天線接收到的總能量的 1∕2 。 1?n（ 2） 刃形障礙物的繞射 ? 當(dāng)障礙物的寬度與其高度相比較很小，稱為刃形障礙物。下圖為刃形障礙物對(duì)電波傳播影響的示意圖。如圖中所示，障礙物定頂點(diǎn) P到發(fā)射端與接受端的連線 TR的距離 x稱為費(fèi)涅爾余隙。 費(fèi)涅爾余隙 第一費(fèi)涅爾區(qū)半徑 ? 由上圖可以推導(dǎo)出 ， 對(duì)于第一費(fèi)涅爾區(qū) ， n＝ 1， 其半徑為 式中 ， d的單位是 km， λ 的單位是 mm， 的單位是 m。 21211 ddddx?? ? 繞射附加損耗 該圖標(biāo)理論依據(jù)？查資料 ? 當(dāng) 時(shí) ， 障礙物對(duì)于直射波的傳播基本沒(méi)有影響 ， 計(jì)算可按自由空間處理 ； ? 當(dāng) 時(shí) ， 直射波低于障礙物的頂點(diǎn) ， 衰減急劇增加； ? 當(dāng) x＝ 0，即 TR射線從障礙物頂點(diǎn)擦過(guò)時(shí)，附加損耗為 6dB。傳播過(guò)程中會(huì)遇到各種建筑物、樹(shù)木、植被以及起伏的地形，會(huì)引起電波的反射。 ? 電波通過(guò)各個(gè)路徑的距離不同，因而各條反射波到達(dá)時(shí)間不同，相位也就不同。這樣，接收信號(hào)的幅度將急劇變化，即產(chǎn)生了衰落，稱為多徑衰落。 ? 接收信號(hào)功率可表示為 ： ? 這些作用有三類。 ? 陰影衰落 。 )()()( dRdSddP n ??? ?? 三種效應(yīng)表現(xiàn)在不同距離范圍內(nèi) ： ? 在數(shù)十波長(zhǎng)的范圍內(nèi)，接收信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)的瞬時(shí)值呈現(xiàn)快速變化的特征。（小尺度衰落） ? 在數(shù)百波長(zhǎng)的區(qū)間內(nèi)，信號(hào)的短區(qū)間中值也出現(xiàn)緩慢變動(dòng)的特征。在較大區(qū)間內(nèi)對(duì)短區(qū)間中值球平均可得長(zhǎng)區(qū)間中值。它表明的是在以公里計(jì)的較大范圍內(nèi)較收信號(hào)的變化特性。由此引起的附加頻移稱為多普勒頻移 這里 α是入射電波與移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向的夾角 （ 見(jiàn)下圖 ） ， υ是運(yùn)動(dòng)速度 ， λ是波長(zhǎng) 。 ??? c osc os md fvf ??vfm?? 三、多徑接收信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特征 ? 考慮到多普勒頻移，處于運(yùn)動(dòng)之中的移動(dòng)臺(tái)的接收信號(hào)可以表示為： ? 這里， fD是多普勒頻移， φ 0為電波到達(dá)相位 l 為傳播路徑長(zhǎng)度 )2c o s ()( 00 ??? ??? tftats Dcl??? 20 ?為了對(duì)多徑信號(hào)作出數(shù)學(xué)描述 ， 首先給出下列假設(shè)： （ 1） 在發(fā)信機(jī)與收信機(jī)之間沒(méi)有直射波通路； （ 2） 有大量反射波存在 ， 且到達(dá)接收天線的方向角是隨機(jī)的 ， 相位也是隨機(jī)的 ， 且在 0~2π內(nèi)均勻分布； （ 3） 各個(gè)反射波的幅度和相位都是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的 。 ? 在上述假設(shè)條件 ， 多徑接收信號(hào)可以表示為： 通過(guò)數(shù)學(xué)推導(dǎo) ， 可以將接收信號(hào)分解成角頻率相同的同相和正交兩個(gè)分量 )c os2c os ()(1iiNicir tvtatS ????? ??? ??ttTttTtS csccr ?? s i n)(c o s)()( ??? 根據(jù)概率論中的中心極限定理，可以推導(dǎo)出多徑接收信號(hào)的相位和包絡(luò)（振幅）的概率密度函數(shù) ， 上兩式表明， 接收信號(hào)的相位服從 0~ 2π 的均勻分布， 接收信號(hào)包絡(luò)服從瑞利分布。在許多實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合，是一個(gè)極好的近似 ? 它描述了在沒(méi)有主導(dǎo)分量的前提下的最差情形，存在大量的衰落陷 ? 它僅僅依賴于一個(gè)單一的參數(shù)，平均功率。 ? 求接收端場(chǎng)強(qiáng)實(shí)部幅值的分布？ ? 求接收端場(chǎng)強(qiáng)相位的分布？（直方圖） ? 求虛部幅值和相位的分布？ ? 求場(chǎng)強(qiáng)的概率密度分布？ ? 如果 8個(gè)波中有一個(gè)幅值為 5的直射波，情況如何？ ? E1(x,y)=[jk0(xcos(169o)+ysin(169o))]exp(j311o) ? E2(x,y)=[jk0