无线射频基础知识.pdfVIP

 无线传播原理是进行移动通信系统工程设计与研究、频谱有效利用、电磁兼容性等课题 所必须了解和掌握的基本理论。  在规划和建设一个移动通信网时，从频段的确定、频率分配、无线电波的覆盖范围、计 算通信概率及系统间的电磁干扰，直到最终确定无线设备的参数，都必须依靠对电波传 播特性的研究、了解和据此得到的传播模型进行场强预测。  电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面，电流会产生磁场，变动的磁 场则会产生电流。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场。  在低频的电振荡中，磁电之间的相互变化比较缓慢，其能量几乎全部返回原电路而没有 能量辐射出去；在高频率的电振荡中，磁电互变甚快，能量不可能全部返回原振荡电路， 于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去，不需要介 质也能向外传递能量，这就是一种辐射。  电磁波是能量的一种，凡是高于绝对零度的物体，都会释出电磁波。  描述电磁场的基本理论，是大家耳熟能详的“麦克斯韦方程组”：Maxwells equations  No.1 方程：描述了电场的性质。  No.2 方程：描述了磁场的性质。  No.3 方程：描述了变化的磁场激发电场的规律。  No.4 方程：描述了变化的电场激发磁场的规律。  无线电波的波长、频率和传播速度的关系，可以用以下公式表示： λ （波长）＝Ｖ（速度）/ ｆ（频率）  无线电波在真空中的传播速度为光速c （3E+8米/ 秒）；在介质中的传播速度小 于光速。不过，实际计算波长时，为了方便起见，通常忽略介质的影响，以光 速计算。  UHF频段与其他频段相比，在覆盖效果和容量之间折衷的比较好，因此被广泛应用于 移动通信领域。当然，随着人们对移动通信的需求越来越多，需要的容量越来越大，移 动通信系统必然要向高频段发展。  除了以上的频带划分方法外，对于UHF以上频段，还有一种按照“雷达波段”的划分 方法，使用也比较普遍：  P波段：230~1000MHz ；  L波段：1000MHz~2000MHz；  大家熟知的GPS系统，其工作频率就在此波段（1575MHz左右）；  S波段：2000MHz~4000MHz ；  C波段：4000MHz~8000MHz ；目前主要用于卫星电视转播；  X波段：8000MHz~12.5GHz ；目前主要用于微波中继；  Ku波段：12.5GHz~18GHz；目前主要用于微波中继和卫星电视转播；  K波段：18GHz~26.5GHz；  Ka波段：26.5GHz~40GHz ；  在不同的频段内的频率具有不同的传播特性：  频率越低，传播损耗越小，覆盖距离越远，绕射能力越强。但是，低频段频率 资源紧张，系统容量有限，因此主要应用于广播、电视、寻呼等系统。  高频段频率资源丰富，系统容量大；但是频率越高，传播损耗越大，覆盖距离 越近，绕射能力越弱。另外频率越高，技术难度越大，系统的成本也相应提高。  无线电波可通过多种方式从发射天线传播到接收天线：直射波或地面反射波、绕射波、 对流层反射波、电离层反射波。  发射机与接收机间最简单的传播方式是自由空间传播，即所谓的直达波或视距波，可用 于卫星和外部空间通信，或者用于陆上视距传播（两个微波塔之间）。  自由空间指该区域是各向同性（沿各个轴特性一样）且同类（均匀结构）。  在地表附近，无线电波的传播主要表现为地波传播。地波传播可看作是直射波和地面反 射波的综合。  直射波和反射波叠加的结果可能使信号加强，也可能使信号减弱，即所谓的多 径效应。  绕射波是建筑物内部等阴影区域信号的主要电波来源。  绕射波的强度受传播环境影响很大，且频率越高，绕射信号越弱。  对流层反射波产生于对流层，主要应用于波长小于10米（即频率大于30MHz）的无线 通信中。  对流层是异类介质，会根据天气情况而随时间变化。它的反射系数随高度增加 而