移动信道中的电磁波传播分析报告.pptVIP

第2章 移动信道中的电磁波传播 2.1 VHF、UHF电磁波传播特性 2.2 移动信道的特征 2.3 陆地移动信道的场强估算 2.4 几个常用的传播模型 2.5 其他移动信道的传输特点 2.1 VHF、UHF电磁波传播特性 2.1.1 电磁波传播方式 当频率f＞30 MHz时， 典型的传播通路： 沿路径①直射波，主要传播方式； 沿路径②地面反射波； 路径 ③地表面波，可忽略。 除此之外， 在移动信道中， 电波遇到各种障碍物时会发生反射和散射现象， 它对直射波会引起干涉， 即产生多径衰落现象。 2.1.2 直射波传播特性 直射波传播可按自由空间传播来考虑。 自由空间传播， 是指天线周围为无限大真空时的电波传播， 它是理想传播条件。 2.1.3 大气中的电波传播 1. 大气折射 在不考虑传导电流和介质磁化的情况下， 介质折射率n与相对介电系数εr的关系为 大气折射对电波传播的影响， 在工程上通常用“地球等效半径”来表征， 即认为电波依然按直线方向行进， 只是地球的实际半径R0(6.37×106m)变成了等效半径Re, Re与R0之间的关系为 2. 视线传播极限距离 视线传播的极限距离可右图 计算，天线的高度分别为ht和hr， 两个天线顶点的连线AB与地面相切于C点。 由于地球等效半径Re远远大于天线高度， 不难证明， 自发射天线顶点A到切点C的距离d1为 可见， 视线传播的极限距离d为 2.1.4 菲涅尔余隙与绕射损耗 电波的直射路径上可能存在障碍物，由障碍物引起的附加传播损耗称为绕射损耗。 设障碍物与发射点和接收点的相对位置如图 2.3 所示。 图中， x表示障碍物顶点P至直射线TR的距离， 称为菲涅尔余隙。 规定阻挡时余隙为负， 如图 2.3(a)所示； 无阻挡时余隙为正， 如图 2.3(b)所示。 图2.4 绕射损耗与余隙关系 由图 2.4 可见， 当x/x1＞0.5 时， 附加损耗约为0dB， 即障碍物对直射波传播基本上没有影响。 为此， 在选择天线高度时， 根据地形尽可能使服务区内各处的菲涅尔余隙x＞0.5x1; 当x＜0， 即直射线低于障碍物顶点时， 损耗急剧增加； 当x=0时， 即TR直射线从障碍物顶点擦过时， 附加损耗约为 6dB。 2.1.5 反射波 当电波传播中遇到两种不同介质的光滑界面时， 如果界面尺寸比电波波长大得多， 就会产生镜面反射。 由于大地和大气是不同的介质， 所以入射波会在界面上产生反射（平面反射，反射角等于入射角），如图 2.5 所示。 通常， 在考虑地面对电波的反射时， 按平面波处理， 即电波在反射点的反射角等于入射角。 不同界面的反射特性用反射系数R表征， 它定义为反射波场强与入射波场强的比值， R可表示为 R = |R|e-jψ (2.14) 式中， |R|为反射点上反射波场强与入射波场强的振幅比， ψ代表反射波相对于入射波的相移。 对于水平极化波和垂直极化波的反射系数和分别由下列公式计算： 　　 　　 在图 2. 5 中， 由发射点T发出的电波分别经过直射线(TR)与地面反射路径(ToR)到达接收点R， 由于两者的路径不同， 从而会产生附加相移。 由图 3 - 5 可知， 反射波与直射波的路径差为 通常(ht+hr)d, 故上式中每个根号均可用二项式定理展开， 并且只取展开式中的前两项。 例如： 由路径差Δd引起的附加相移Δφ为 2.2 移动信道的特征 移动信道：随参信道 2.2.1多径传播与信号衰落 在VHF、 UHF移动信道中， 电波传播方式： 直射波、地面反射波、散射波。 假设反射系数R= -1(镜面反射)， 则合成场强E为 2.2.2 多径效应与瑞利衰落 2.2.3 慢衰落特性和衰落储备 阴影区：在移动信道中，电波传播路径上存在起伏地形、建筑物、树林等障碍物，这些障碍物的后面，形成电波的阴影区。 阴影效应：当移动台在运动过程中穿过阴影区时，信号场强中值电平产生缓慢衰落。通常把这种现象称为阴影效应。 阴影衰落：由阴影效应产生的衰落又称为阴影衰落。 慢衰落：由阴影效应和气象条件的变化，造成接收信号场强的缓慢变化，称为慢衰落。 由于气象条件的变化，大气折射