【正文】 T瓦，則距離輻射源 d米處的電場(chǎng)強(qiáng)度有效值為 ： ? 上式表明，電場(chǎng) /磁場(chǎng)強(qiáng)度與傳播距離成反比，當(dāng)電波經(jīng)一段路徑傳播后，增加能量仍然會(huì)受到衰減，這是由于輻射能量的擴(kuò)散而引起的。并遵守光學(xué)的折射和反射定律。接收點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是由直射波和地面反射波合成的。 此時(shí)的電波擴(kuò)散損耗稱 自由空間傳播損耗 由電磁場(chǎng)理論可知，若無(wú)方向性（也稱全向天線）天線的輻射功率為 瓦時(shí)，則距輻射源 d米處的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度有效值分別為： 單位面積上的電波功率密度 Ws為： Ws = PT /4πd2（ W/m2） 4πd2___球體表面積 )/(300 mVd PE T?)/(120 300 mAdPH T??TPPR 若用發(fā)射天線增益為 GT的有方向性天線取代無(wú)方向性天線，則上述公式應(yīng)改寫(xiě)為： dGPE TT300 ?（ V/m） dGPH TT?120300 ?24 dGPW TTS ??（ A/m） （ w/m） 接收天線獲取的電波功率等于該點(diǎn)的電波功率密度乘以接收天線的有效面積?？傻茫? ?? 4224???????dGGPP RTTR?? （ ） 將輸入功率 PT與輸出功率 PR之比定義為 含收發(fā)天線增益的自由空間信道的基本傳播損耗 L’P： RTRTP GGdPPL 14 2??????????? （ － a） 將上式取對(duì)數(shù)得： ? ?)]([)]([)(lg20)( 14lg10lg1039。當(dāng) f或 d增大一倍時(shí)， [LP]將會(huì)分別增加 6 dB。 例 51：某微波傳輸信道 ， 發(fā)射天線的增益為 22dB， 接收天線的的增益為 18dB， 收發(fā)距離為 14500 km， 載波中心頻率為 求 (1)該信道的基本傳輸損耗為多少 ? (2)若發(fā)射功率為 25w,接收機(jī)的接收到的功率為多少 ? ? ?dBdBGdBGMH zfkmdL RTP1 5 )]([)]([)(lg20)(????????????（ 2）接收機(jī)的接收到的功率為： )(109 3 3 ][ wPP PLTR ???? ??????解（ 1）該信道的基本傳輸損耗為： 2． 實(shí)際空間的傳播損耗 實(shí)際電波的傳播 , 不同的傳播方式 、 傳播媒質(zhì) ， 信道的傳輸損耗不同 。按引起衰落的原因可以分為 吸收型衰落： 主要是由于傳播媒質(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。此外，由地形起伏、建筑物及障礙物的遮蔽等引起的陰影衰落也稱 慢衰落 。這種衰落的信號(hào)電平變化很快，所以稱為 快衰落 。 產(chǎn)生失真的原因有兩個(gè)：一是隨機(jī)多徑傳輸效應(yīng) ， 二是媒質(zhì)的色散效應(yīng) 。 ?終端站的任務(wù)是將復(fù)用設(shè)備送來(lái)的基帶信號(hào)，調(diào)制到微波頻段上并發(fā)射出去；或者反之。 微波傳播 微波在實(shí)際的空間傳播要受 地面的影響和大氣的影響 。 1．惠更斯－菲涅爾原理 惠更斯原理是 ， 一點(diǎn)波源的振動(dòng)可傳遞給鄰近質(zhì)點(diǎn) ， 使其成為二次波源 。 惠更斯原理 ? 圖中 T為發(fā)射天線 ， 視為點(diǎn)源 ， 它發(fā)出球面波 。 盡管 T與R之間有障礙物 ， 但不能擋住所有面積元 ， 在 R處仍可收到一定的場(chǎng)強(qiáng) 。 在討論微波傳播時(shí) ， 若該常數(shù)為： d＋ 則得到的橢球面稱為 第一菲涅爾橢球面 ,式中 d＝ |TR| 。 若用圖 58的一系列費(fèi)涅爾橢球面交截圖 57的某個(gè)波前面 ， 則得到一系列的圓的圓環(huán) ， 圖 59， 得 第 n費(fèi)涅爾區(qū) 。當(dāng) P在線路中點(diǎn)時(shí)（ 時(shí)）， Fn最大，用 Fnm表示。由菲涅爾區(qū)定義可知，經(jīng)過(guò)各菲涅爾區(qū)端點(diǎn) P PP3… 的電波射線TP1R、 TP2R、TP3R… 依次相差 λ/2。第二費(fèi)涅爾區(qū)的面積為： πF22 πF21 = π（ √ 2 F1 ） 2 πF21 = πF21 第三費(fèi)涅爾區(qū)的面積為： ＝ πF21 可見(jiàn)個(gè) 相鄰費(fèi)涅爾區(qū)面積相等 。第一費(fèi)涅爾區(qū)離 R最近，在 R處產(chǎn)生的電場(chǎng) E1最大，其他依次減小，近似為等差級(jí)數(shù)，考慮到相位相反，使 R點(diǎn)的總電場(chǎng)強(qiáng)度 E=1/2 E1 2 2 2 23 2 1 1( 3 ) ( 2 )F F F F? ? ? ?? ? ? 微波傳播途中有時(shí)遇到刃形障礙物 ， 此時(shí)由于障礙物不能遮擋全部費(fèi)涅爾區(qū) ， 在收信處 R可接收到微波 。 ?正余隙：障礙物在 TR線之下時(shí)， hc為正值 ?負(fù)余隙：障礙物的頂部在 TR線以上時(shí)， hc為負(fù)值。 ?若 hch0，路徑損耗略有波動(dòng) ,最終穩(wěn)定在自由空間損耗上。 微波鏈路設(shè)計(jì)時(shí)，首先要保證自由空間余隙內(nèi)沒(méi)有任何障礙物。 110 5 FFhhc ??? 平滑地面的反射 在兩個(gè)微波站的范圍內(nèi)，不考慮地球的曲率而視為平面。 反射波 r2=TO+OR ；直射波 : r1=TR 反射波與直射波的路程差 Δr=TO+ORTR 即 Δr= r2r1 反射波與直射波的相位差為 : 相位常數(shù) Δr=2π/λ Δr 設(shè) O點(diǎn)反射系數(shù)為 :ρ=｜ ρ｜ ejφρ 設(shè) E0為自由空間傳播時(shí)，直射波到達(dá) R處的電場(chǎng)強(qiáng)度有效值。；而 ?≈1（全反射），于是： rEELr ???? ??2c os120隨著 Δr的變化 ， 收信點(diǎn)的電場(chǎng) E可從零變化到 2E0， E＝ 0出現(xiàn)在 Δr＝ ?、 2 ? …… 時(shí) ， 應(yīng)盡量避免 。 Lr－ Δr的關(guān)系 5． 2． 2 大氣對(duì)微波傳播的影響 大氣層可分為六層 ,依次稱為對(duì)流層 、 同溫層 、 中間層 、 電離層 、 超離層 、 逸散層 。 大氣對(duì)微波的衰減 對(duì)流層對(duì)微波的衰減主要來(lái)自三方面： ?云 、 霧 、 雨等小水滴對(duì)微波能量的熱吸收及氧分子對(duì)微波的諧振 吸收 ?云 、 雨 、 霧 、 雪等水滴對(duì)微波的 散射 ?對(duì)流層溫度隨高度的增加而下降 ， 使電波發(fā)生折射 、 反射 、散射 、 吸收等衰減現(xiàn)象 ， 其中最主要的是 大氣折射 。 r?2． 等效地球半徑 由于大氣折射的作用，使實(shí)際的電波傳播不是按直線進(jìn)行，而是連續(xù)折射彎曲的曲線，為分析方便引入 “ 等效地球半徑 Re”概念。此時(shí)電波不是在真實(shí)地球上傳播，而是在等效地球上傳播。 由幾何學(xué)知，若兩曲線的曲率差相等，則它們之間距離處處相等，等效條件是電波路徑與地面之曲率差應(yīng)相等。 ?在赤道 ， 標(biāo)準(zhǔn)等效地球半徑為： Re =（ 4/3~3/2） R ?在兩極 ， 標(biāo)準(zhǔn)等效地球半徑為： Re =（ 6/5~4/3） R 極限距離 d：兩個(gè)相鄰天線之間最長(zhǎng)的可視距離。 12451ddK2. 復(fù)雜地形余隙的計(jì)算 球形地面上復(fù)雜地形單障礙物時(shí)地形路徑的典型斷面圖 ， 實(shí)際微波電路多類似為這種斷面 。 H3為反射點(diǎn)海拔高（ m）； he為反射點(diǎn)等效地球的地面凸起高度（ m）。 在溫帶平均情況下 ，取 K＝ 4/3， 其變化范圍為 2/3～ ∞， 若 K值較小 ， 余隙 hc將會(huì)變小 ， 電波衰減增大 ， 故天線不能太低 。 如果 hc等于費(fèi)涅爾區(qū)半徑 ， 則可能使地面反射波削弱主波 。 若以上標(biāo)準(zhǔn)不能滿足 ， 則改變路由 ， 或改變天線高度 ，以便減小障礙物阻擋損耗及反射損耗 。 求 （ 1） 不計(jì)大氣折射 ， 保證自由空間余隙 時(shí) ， 等高收發(fā)天線的最小高度； （ 2）在 k＝ 時(shí)，收發(fā)天線最小高度。 衰落及抗衰落技術(shù) 微波傳播路徑上的大氣不可能總是混合得很均勻，因存在對(duì)流、平流、