无线电波传播的基础知识剖析.pptVIP

8 理想的户外测试环境 两点距离20Km、频率5725Mhz（149 Channel）为例，求此时理想的户外测试点高度（为了把问题简单化，这里的两个测试点高度相同） 计算(不考虑反射等情况) 满足极限直视的两点高度h1=12m. 前文已介绍，两点间电波传输当他们之间的第一菲涅尔区未被遮挡时，可视作自由空间传播。 第一菲涅尔区半径r=22.85 因为地球周长6378.137km20km , 所以这里计算把r ≈ h2=22.85. 满足条件的两点理想地面高度为h1+h2=34.85m。 横波是质点振动方向与传播方向垂直的机械波。可以这样理解，如果我们手拿平铺在地上的绳子的一端，并上下抖动(振动)绳子，这时形成的波，呈水平方向向前传播。振动方向垂直于地面，而且传播方向水平向前，这就是横波。纵波是质点的振动方向与传播方向一致的波。如敲锣时，锣的振动方向与波的传播方向就是一致的，声波是纵波。 * * 在经典物理里，自由空间 (free space) 是电磁理论的一种概念，指的是一种理论的完美真空，不含有任何物质的真空。有时候，自由空间又称为自由空间真空，或经典真空。 * * 无线电波传播的基础知识 RD4 朱宁 目录 1 概述 2 电波传播频段的典型应用 3 几种主要的电波传播方式 4 自由空间电波传播 5 惠更斯—菲涅耳原理 6 电波传播的菲涅尔区 7 极限直视距离 8 理想的户外测试环境 1 概述 人类正在观测研究和利用的电磁波，其频率低至千分之几赫（地磁脉动），高达1030Hz量级（宇宙射线），相应的波长从1011m短至10-20m以下。 电磁波频率低时，主要借由有形的导电体才能传递。 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； 电磁波频率高时既可以在自由空间内传递，也可以束缚在有形的导电体内传递。 在自由空间内传递的原因是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。 电磁波为横波。 电磁波速度等于光速c（每秒3×10的8次方米）。 公式c=λf (波长λ，电磁每秒钟变动的次数便是频率f) 。 电磁波通过不同介质时，会发生折射、反射、绕射、散射及吸收等等 机械波与电磁波都能发生折射\反射\衍射\干涉,因为所有的波都具有波粒两象性. 折射\反射属于粒子性； 衍射\干涉为波动性。 按序排列的频率分布称为频谱（或波谱），在整个电磁波谱中，无线电波频段（RadioFrequency Band）的划分见P5表。 超低频 典型应用为地质结构探测，电离层与磁层研究，对潜通信，地震电磁辐射前兆检测。 极低频 典型应用为对潜通信，地下通信，极稳定的全球通信，地下遥感，电离层与磁层研究。 甚低频 典型应用为Omega(美)、α（俄）超远程及水下相位差导航系统，全球电报通信及对潜指挥通信，时间频率标准传递，地质探测。 低频 典型应用为LoranC（美）及我国长河二号远程脉冲相位差导航系统，时间频率标准传递，远程通信广播。 中频 用于广播、通信、导航（机场着陆系统） 高频 用于远距离通信广播，超视距天波及地波雷达，超视距地-空通信。 2 电波传播频段的典型应用 米波 用于语音广播，移动（包括卫星移动）通信，接力（~50km跳距）通信，航空导航信标 分米波 用于电视广播，飞机导航、着陆，警戒雷达，卫星导航，卫星跟踪、数传及指令网，蜂窝无线电通信。 厘米波 用于多路语音与电视信道，雷达，卫星遥感，固定及移动卫星信道。 毫米波 用于短路径通信，雷达，卫星遥感。 此波段及以上波段的系统设备和技术有待进一步发展。 亚毫米波 用于短路径通信。 地面波传播 表面波传播是指电波沿着地球表面传播的情况。 这时电波是紧靠着地面传播的，地面的性质，地貌、地物等的情况都会影响电波的传播。 当电波紧靠着起伏不平的地面传播时，由于地球表面是半导体，因此一方面使电波发生变化和引起电波的吸收。另一方面由于地球表面是球型，使沿它传播的电波发生绕射。 3 几种主要的电波传播方式 从物理知识中我们已经知道，只有当波长与障碍物高度可以比较的时候，才能有绕射功能。在实际情况中只有长波、中波以及短波的部分波段能绕过地球表面的大部分障碍到达较远的地方。 在短波的部分波段和超短波、微波波段，由于障碍高度比波长大，因而电波在地面上不绕射，而是按直线传播。 天波传播 发射天线向高空辐射的电波在电离层内经过连续折射而返回地面到达接收点的传播方式称为天波传播。 尽管中波、短波都可以采用这种传播方式，但是仍然以短波为主。它的优点是能以较小的功率进行可达数千千米的远距离传播。 天波传播的规律与电离层密切相关，由于电离层具有随机变化的特