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无线通信技术基础知识点总结 第1章 电磁场和电磁波 1.电磁场的概念 静电场/静磁场：电场磁场不随时间变化，但在不同空间位置可以有不同的值。 时谐电磁场：电场随时间的变化的正弦函数，但在不同的空间位置可以有不同的幅度和相位。 时变电磁场：在空间某点的电磁场随时间的变化时普通的时间函数，如果变换到频域，其频谱包涵各种频率分量。 2电磁波的概念 电磁波：磁场的变化要产生电场，而且电场的变化也要产生磁场。时变电磁场在这种相互作用下，产生电磁辐射，即为“电磁波”。 电磁波的传输：电磁波不需要依靠介质传送，这一点非常重要！各种电磁波在真空中的传输速度是固定的（光速，3×108米/秒）。光波本身就是电磁波，无线电波也具有和光波同样的特性，比如当它通过不同介质时，也会发生折射、反射、绕射、散射和吸收等现象。电磁波为横波，电磁波的磁场、电场及其传输方向三者互相垂直。电磁波的传播有沿地面传播的地面波，还有从空中传播的空间波。波长越长的地面波，其衰减也越少。电磁波的波长越长也越容易绕过障碍物继续传播。中波或短波等空中电波则是靠围绕地球的电离层与地面的反复反射而传播（电离层在距离地面50 ~ 400公里之间）。 趋肤效应：射频信号不是存在于导体中就是以波的形式存在于自由空间中。当射频信号存在于导体中时，它只是存在于导体的表面。如果将射频信号放在一个球形的实心导体上，那么它只出现在该导体的表面，不会进入导体内部，如果可以将一个检测仪器放在球里面，它将检测不到射频信号的存在。射频信号所呈现的这种现象称为“趋肤效应”。 发射机：把要传送的信号对载波进行调制，经功放放大，再送到天馈线。 接收机：把收下来的射频载波信号先进行低噪声放大，经变频、中放、解调出原始信号。 自由空间传播损耗：电磁波在视距的空间传输的过程中，接收机接收的信号功率仅仅是发射机辐射功率的其中一部分，大部分能量都向其它方向扩散了，在自由空间中电波得扩散衰耗称之为自由空间传播损耗。其计算公式如下： 其中：f 为频率，单位为MHz；d为距离，单位为米 无线电磁波的传播形式： 多普勒频移：当发射源与接收体之间存在相对运动时，接收体接收的发射源发射信息的频率与发射源发射信息频率不相同，这种现象称为多普勒效应，接收频率与发射频率之差称为多普勒频移。 快衰落：大量传播路径的存在就产生了所谓的多径现象，合成波的幅度和相位随移动台的运动产生很大的起伏变化，通常把这种现象称为多径衰落或快衰落，多径衰落在性质上属于一种快速变化。 慢衰落：移动台接收的信号除瞬时值会出现快衰落外，其场强中值随着地区位置改变还会出现较慢的变化，这种变化称为慢衰落。 分集技术：是一种主要的抗衰落技术。要解决的问题是如何利用多径信号来改善系统的性能，提高多径衰落信道下传输的可靠性。通过两条或两条以上途径传输同一信息。含义：一是分散传输；二是集中合并处理；分为发送分集和接收分集，或者宏分集和微分集。 发送分集：指在不同的天线上发射包含同样信息的信号（信号可能并不相同），从而达到空间分集的效果。 接收分集：用于接收端，通过两个或多个接收天线来实现。 宏分集：也称为多基站分集，这是一种减少慢衰落影响的分集技术，把多个基站设置在不同的地理位置上和不同方向上，同时和小区的一个移动台通信，移动台可以选用其中信号最好的一个基站进行通信。在各个方向上的信号传播不是同时受到阴影效应或地形的影响而出现严重的慢衰落，这种方法就能保证通信不会中断。 微分集：是一种减少快衰落影响的分集技术，在一个基站实现分集。微分集有五种：空间分集、极化分集、频率分集、时间分集、隐分集（RAKE接收）。 空间分集：空间分集接收是在空间不同的垂直高度上设置几副天线，同时接收一个发射天线的信号，然后合成或选择其中一个强信号。空间分集接收是利用多副接收天线来实现的。接收端天线之间的距离d≥λ/2。 极化分集：实际是空间分集的特殊情况，它是用同一频率携带两种不同极化方式的信号来获取增益。目前移动使用的双极化天线就是极化分集天线，是把采用±45°正交极化阵子的两副天线合成一副天线。优点：节省安装空间。 频率分集：采用两个或两个以上具有一定间隔的频率同时发送和接收同一信息，然后进行合成或选择，以减轻衰落影响的工作方式。两信号的频率间隔△f=f2-f1越大，信号之间衰落的相关性越小。 时间分集：将给定的信号在时间上相差一定的间隔重复传输N次，只要时间间隔满足要求，就可以得到N条独立的分集支路。 隐分集（RAKE接收）：将幅度明显大于噪声背景的多径分量取出，通过延时和相位校准，使它们在某一时刻对齐，并按一定的规则进行合并，变矢量合为代数求和，能够有效地利用多径分量，提高多径分集的效果。把原来是多