《通信原理》第十二讲.PDF

《通信原理》 第十二讲 §3. 3 随参信道及其传输特性 随参信道是指信道传输特性随时间随机快速变化的信道。常见的随参信道有 陆地移动信道、短波电离层反射信道、超短波流星余迹散射信道、超短波及微波 对流层散射信道、超短波电离层散射以及超短波超视距绕射等信道。 一、 随参信道举例 a) 陆地移动信道 陆地移动通信工作频段主要在VHF 和 UHF 频段，电波传播特点是以直射波 为主。但是，由于城市建筑群和其它地形地物的影响，电波在传播过程中会产生 反射波、散射波以及它们的合成波，电波传输环境较为复杂，因此移动信道是典 型的随参信道。 i. 自由空间传播 当移动台和基站天线在视距范围之内，这时电波传播的主要方式是直射波。 设发射机输入给天线功率为P (W)，则接收天线上获得的功率为 T 2 λ ⎛ ⎞ P P G G ⎜ ⎟ (3.3-1) R T T R 4πd ⎝ ⎠ 式中，GT 为发射天线增益，GR 为接收天线增益，d 为接收天线与发射天线之间 λ2 直线距离， 为各向同性天线的有效面积。当发射天线增益和接收天线增益都 4π 等于 1 时，式(3.3-1)简化为 2 λ ⎛ ⎞ P P ⎜ ⎟ (3.3-2) R T 4πd ⎝ ⎠ 自由空间传播损耗定义为 P Lfs T (3.3-3) P R 代入式(3.3-2)可得 2 4πd ⎛ ⎞ Lfs ⎜ ⎟ (3.3-4) λ ⎝ ⎠ 用 dB 可表示为 [ ] 4πd 32.44 +20 lg d +20 lg f (dB) (3.3-5) Lfs 20 lg λ 式中，d 为接收天线与发射天线之间直线距离，单位为 km ；f 为工作频率，单 位为 MHz 。 ii. 反射波与散射波 当电波辐射到地面或建筑物表面时，会发生反射或散射，从而产生多径传播 现象，如图 3-17 所示。 图3-17 移动信道的传播路径 iii. 折射波 电波在空间传播中，由于大气中介质密度随高度增加而减小，导致电波在空 间传播时会产生折射、散射等，如图 3-19 所示。大气折射对电波传输的影响通 常可用地球等效半径来表征。地球的实际半径和地球等效半径之间的关系为 r k e (3.3-10) r 0 式中，k 称为地球等效半径系数，r 6370km 为地球实际半径，r 为地球等效半 0 e