北邮通信工程场强仪实验报告.pdfVIP

信息与通信工程学院 电磁场与电磁波实验报告 班 级： 姓 名： 学 号： 班内序号： 时 间： 2013 年5 月 - 1- 校园内无线信号场强特性的研究 一、 实验目的 1.掌握在移动环境下阴影衰落的概念以及正确测试方法； 2.研究校园内各种不同环境下阴影衰落的分布规律； 3.掌握在室内环境下场强的正确测试方法，理解建筑物穿透损耗的概念； 4.通过实地测量，分析建筑物穿透损耗随频率的变化关系； 5.研究建筑物穿透损耗与建筑材料的关系。 二、 实验内容 无线通信系统是由发射机，发射天线，无线信道，接收机，接收天线所组成。 对于接收者，只有处在发射信号的覆盖区内，才能保证接收机正常接收信号，此 时，电波场强大于等于接收机的灵敏度。因此，基站的覆盖区的大小，是无线工 程师所关心的。决定覆盖区的大小的主要因素有：发射功率，馈线及接头损耗， 天线增益，天线架设高度，路径损耗，衰落，接收机高度，人体效应，接收机灵 敏度，建筑物的穿透损耗，同播，同频干扰。 (1) 大尺度路径损耗 在移动通信系统中，路径损耗是影响通信质量的一个重要因素。 大尺度路径损耗：用于测量发射机与接收机之间信号的平均衰落，即定义为 有效发射功率和平均接收功率之间的(dB)差值，根据理论和测试的传播模型，无 论室内或室外信道，平均接收信号功率随距离对数衰减，这种模型已被广泛地采 用。对任意的传播距离，大尺度平均路径损耗表示式为： PL(d )[dB] PL(d ) 10n lg(d / d ) (5- 1) 0 0 即平均接收功率为： P (d ) dBm P dBm PL(d ) 10n log(d / d ) P (d ) dBm 10n log(d / d ) r   t   0 0 r 0   0 (5-2) d 其中，n 为路径损耗指数，表明路径损耗随距离增长的速度； 为近地参考距离； 0 d 为发射机与接收机(T-R)之间的距离。公式(5- 1)和(5-2) 中的横杠表示给定值 d 的所有可能路径损耗的综合平均。坐标为对数-对数时，平均路径损耗或平均接 收功率可表示为斜率 10ndB/10 倍程的直线。n 值取决于特定的传播环境。例如 在自由空间，n 为2 ，当有阻挡物时，n 比2 大。 决定路径损耗大小的首要因素是距离，此外，它还与接收点的电波传播条件 密切相关。为此，我们引进路径损耗中值的概念。中值是使实测数据中一半大于 它而另一半小于它的一个数值(对于正态分布中值就是均值) 。人们根据不同的地 形地貌条件，归纳总结出各种电波传播模型。常见的电波传播模型有： 1) 自由空间模型 自由空间模型假定发射天线和接收台都处在自由空间。自由空间一是指真空， 二是指发射天线与接收台之间不存在任何可能影响电波传播的物体，电波是以直 射线的方式到达移动台的。自由空间模型计算路径损耗的公式是： Lp 32.4 20Lgd 20Lgf (5-3) -2- 其中Lp 是以dB 为单位的路径损耗，d 是以公里为单位的移动台与基站之间的距 离，f 是以MHz 为单位的移动工作频点或工作频段的频率。 空气的特性可近似为真空，因此当发射天线与移动台距离地面都较高时，可 以近似使用自由空间模型来估计路径损耗。 2) 布灵顿模型 布灵顿模型假设发射天线和移动台之间的地面时理想平面大地，并且两者之 间的距离d 远大于发射天线的高度ht 或移动台的高度hr ，此时的路径损耗计算 公式为：