射频优化之一：无线电传播理论.pptx

中国联通无线优化技能江西特训班课程目录无线电波传播理论课程知识点：1、了解无线电波传播原理2、了解环境对无线电波传播的影响及特性3、学习无线传播模型的类型与校准无线电波传播理论无线传播原理无线传播环境无线传播模型无线传播模型校正一、无线传播原理——什么是无线电波 什么叫无线电波？无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中，电场和磁场在空间是相互垂直的，同时这两者又都垂直于传播方向。振子磁场磁场电场电场电场电波传输方向一、无线传播原理——方向性一、无线传播原理——传播速度 无线电波和光波一样，它的传播速度和传播媒质有关。无线电波在真空中的传播速度等于光速。我们用Ｃ＝３０００００公里／秒表示。在媒质中的传播速度为：Ｖε`＝Ｃ/√ε，式中ε为传播媒质的相对介电常数。空气的相对介电常数与真空的相对介电常数很接近，略大于１。 因此，无线电波在空气中的传播速度略小于光速，通常我们就认为它等于光速。波长一、无线传播原理——速度、波长、频率之间关系 公式 λ＝Ｖ/ｆ 表示。 式中，Ｖ为速度，单位为米/秒；ｆ 为频率，单位为赫兹；λ为波长，单位为米。 由上述关系式不难看出，同一频率的无线电波在不同的媒质中传播时，速度是不同的，因此波长也不一样。 我们通常使用的聚四氟乙烯型绝缘同轴射频电缆其相对介电常数ε约为2.1。因Ｖε≈Ｃ/1.44 ，λε≈λ/1.44 ，因此，Ｖε≈Ｃ/1.44 ，λε≈λ/1.44 一、无线传播原理——极化 无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律而变化的，这种现象称为无线电波的极化。无线电波的电场方向称为电波的极化方向。如果电波的电场方向垂直于地面，我们就称它为垂直极化波。如果电波的电场方向与地面平行，则称它为水平极化波。一、无线传播原理——频率分配表传播途径直射波及地面反射波（最一般的传播形式）对流层反射波（传播具有很大的随机性）山体绕射波（阴影区域信号来源）电离层反射波（超视距通讯途径）无线电波传播理论无线传播原理无线传播特性无线传播模型无线传播模型校正无线传播特性——四大特性无线电波在传播过程中有哪些特性呢？快慢衰落传播损耗菲涅尔区多普勒效应接收功率(dBm)快衰落-20慢衰落-40-60距离(m)102030一、快、慢衰落一、快、慢衰落抗快衰落的有效措施－分集空间分集时间分集频率分集天线分集接收机分集符号交织、检错、编码跳频一、抗快衰落——时间分集（交织）一、抗快衰落——空间分集（RAKE接收机）二、传播损耗——传播途径①建筑物反射波②绕射波③直达波④地面反射波二、传播损耗——直达波自由空间损耗自由空间损耗自由空间损耗描述了电磁波在空气中传播时候的能量损耗，电磁波在穿透任何介质的时候都会有损耗。自由空间损耗公式：空间损耗=20lg（F）+20lg（D）+32.4；F为频率，单位：MHz；D为距离，单位：Km；所以在距离一定的情况下：频率越高，损耗越大。二、传播损耗——直达波平坦地形传播损耗平坦地形传播损耗Ploss = 10?lgd -20lghb - 20lghm? = 4 路径损耗斜率hb：基站天线高度hm：移动台高度基站天线高度增加一倍，可补偿6dB的路径损耗。二、传播损耗——地面反射波传播损耗地面性质水面稻田田野城市、山地、森林等效地面反射系数0.9～10.6～0.80.3～0.50.1～0.2反射损耗（dB）0～12～46～1014～20二、传播损耗——穿透损耗材料类型损耗普通砖混隔墙（30cm）10~15dB混凝土墙体20~30dB混凝土楼板25~30dB天花板管道1~8dB电梯箱体轿顶30dB木质家具3~6dB玻璃5~8dB火车车厢15～30dB 茂密树叶10~20dB区域穿透损耗取值（dB）密集市区18~20一般市区13~15郊区10~12农村6~8二、传播损耗——绕射损耗二、传播损耗——绕射损耗二、传播损耗——绕射损耗三、菲涅尔区——第一菲涅尔区自由空间Q点是波源，P是接收点，以Q、P为焦点的旋转球面所包含的空间区域，称为菲涅尔区。其中d为Q、P点间的距离，d1、d2分别是Q点和P点到园C1圆心的距离，这个圆所在的菲涅尔区称为第一菲涅尔区。三、菲涅尔区——第一菲涅尔区在自由空间，从波源Q点辐射到P点的电磁能量主要是通过第一菲涅尔区传播的，只要第一菲涅耳区不被阻挡，就可以获得近似自由空间的传播条件，为保证系统正常通信，收发天线架设的高度要满足它们之间的障碍物尽可能不超过其菲涅耳区的20%，否则电磁波多径传播会产生不良影响，导致通信质量下降，甚至中断通信。最小菲涅尔区半径h0=0.577sqrt(λd1d2/d),如果收发天线连线与障碍物最高点之间的垂直距离小于h0，则需要考虑绕射损耗。四、多普勒效应——由来1842年奥地利一位名叫多普勒的数学家、物理学家。一天，他正路过铁路交叉处，恰