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8.2自由空间电波传播天线置于自由空间A处，其辐射功率为Pr，方向系数为D，在最大辐射方向上距离为r的点M处产生的场强振幅为自由空间的电波传播（8―2―1）第30页，共49页，星期日，2025年，2月5日自由空间传播损耗：当发射天线与接收天线的方向系数都为1时，发射天线的辐射功率Pr与接收天线的最佳接收功率PL的比值，记为L0，即（8―2―2）第31页，共49页，星期日，2025年，2月5日（8―2―3）D=1的无方向性接收天线的有效接收面积为（8―2―4）所以该接收天线的接收功率为（8―2―5）D=1的无方向性发射天线产生的功率密度为第32页，共49页，星期日，2025年，2月5日于是自由空间传播损耗为（8―2―6）或（8―2―7）当电波频率提高1倍或传播距离增加1倍时，自由空间传播损耗分别增加6dB。第33页，共49页，星期日，2025年，2月5日衰减因子：（8―2―8）相应的衰减损耗为（8―2―9）E：实际情况下的接收点的场强E0：自由空间传播的场强A与工作频率、传播距离、媒质电参数、地貌地物、传播方式等因素有关。第34页，共49页，星期日，2025年，2月5日基本传输损耗：（8―2―10）如果发射天线的输入功率为Pin，增益系数为Gr，接收天线的增益系数为GL，则相应的功率密度和最佳接收功率分别为（8―2―11）（8―2―12）衰减损耗自由空间传播损耗第35页，共49页，星期日，2025年，2月5日第1页，共49页，星期日，2025年，2月5日课程要求1.掌握电波传播的基本概念；2.掌握电波传播的基本特点和规律；3.了解地面移动通信接收场强的预测方法。课程研究内容无线电波传播的基本特性及其变化规律。第2页，共49页，星期日，2025年，2月5日第8章电波传播的基础知识重点：自由空间电波传播难点：电波传播的菲涅尔区主要内容：8.1概述8.2自由空间电波传播8.3电波传播的菲涅尔区第3页，共49页，星期日，2025年，2月5日第8章电波传播的基础知识8.1概述1.什么是电磁波？电磁波是电磁场的一种运动形态。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，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波。电场磁场第4页，共49页，星期日，2025年，2月5日3.无线电波：按序排列的频率分布，也称波谱。无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线把各波段按频率由低至高依次排列，分别是：2.频谱：频率从几十赫兹到3000GHz的电磁波。按照波长或频率的顺序把电磁波排列起来，就是电磁频谱。第5页，共49页，星期日，2025年，2月5日无线电波频段的划分第6页，共49页，星期日，2025年，2月5日电磁场理论发展简史1．电磁场理论的建立电、磁现象是一种重要的自然现象，也是最早被科学家们关心和研究的物理现象。19世纪以前，电、磁现象作为两个独立的物理现象，没有发现电与磁的联系。但这些研究为电磁学理论的建立奠定了基础。第7页，共49页，星期日，2025年，2月5日库仑于1779年通过实验和采用类比方法归纳、导出了两个静止点电荷间的相互作用规律，即库仑定律，是静电学理论建立的实验基础。第8页，共49页，星期日，2025年，2月5日奥斯特从1807年开始研究电磁之间的关系。1820年，他发现电流以力作用于磁针。近于同时，安培发现磁力作用的规律——安培力公式。第9页，共49页，星期日，2025年，2月5日法拉第于1821年开始探索磁生电的实验。1831年他发现，当磁捧插入导体线圈时，导线圈中就产生电流，这表明：电与磁之间存在着密切的联系。法拉第发现了电磁感应定律。第10页，共49页，星期日，2025年，2月5日麦克斯韦在法拉第实验的基础上，总结了宏观电磁现象的规律，于1864年提出了一套偏微分方程来表达电磁现象的基本规律，称为麦克斯韦方程组，是经典电磁场理论的基本方程。第11页，共49页，星期日，2025年，2月5日1887年，德国科学家赫兹用火花隙激励一个环状天线，用另一个带隙的环状天线接收，证实了麦克斯韦关于电磁波存在的预言，这一重要的实验导致了后来无线电报的发明。从此开始了电磁场