2-1第二章移动通信基础(信道传播).ppt

* θ4 θ3 θ2 θ1 n1 n2 n3 n4 图2-8 大气层对电磁波的折射 * 保持传播圆弧线上每一点至地面的距离不变，把射线拉直，得到一个半径为Re的等效地球面。Re =8450km。 用等效半径代替地球的实际半径，视距传播距离计算公式为 2.空间波传播 * 3.天波传播 天波是天线发射后射向太空的电磁波，天波依靠电离层反射实现地球通信。 大气中有一层电离层，电磁波遇到电离层会发生反射。 电离层反射是电磁波在电离层中连续折射的结果。 地面上空50km到几百km的范围内，气体分子受太阳光照射发生电离，形成厚度为几百km的电离层。 电离层中电子密度呈现不均匀分布，先是随高度增加密度增大，在300km高空附近达到最大值，而后随高度增加密度减小。 * 相对介电常数与媒质中自由电子密度Ne的关系为 εr=1-80.8Ne/f 2。 媒质折射率为 上式中， Ne 0，因此n1。 折射率先是随着高度的增加而减小，然后又随高度的增加而增大。 3.天波传播 * 电磁波在电离层中传播时，先是从光密媒质射向光疏媒质，电磁波的传播方向将因连续的折射而不断地向着地面的方向偏折。 当传播到某个高度时，就会有一部分电磁波由原来的向太空方向转为向地面方向传播。 转向地面传播的电磁波变成由光疏媒质射向光密媒质，传播方向将连续地向着靠近法线的方向偏折，而这时靠近法线的方向即是靠近地面的方向。 这部分电磁波重回地面。 3.天波传播 3.天波传播 天波传播用于长距离通信 * 波长短于10m的微波能穿过电离层，波长超过3000km的长波，几乎会被电离层全部吸收。 短波最适宜以天波的形式传播，它可以被电离层反射到几千km以外，从而可用于长距离通信。 电离层的物理特性不稳定，白天受阳光照射时电离程度高，夜晚电离程度低，因此夜间对中波和中短波的吸收减弱，这时中波和中短波也能以天波的形式传播。 收音机夜晚能收听到许多远地的中波或中短波电台。 3.天波传播 * 2.1.3 电磁波的极化 电磁波的极化： 顺着电磁波传播方向看去，电场矢量末端在空间变化的规律，也就是电场矢量末端随时间变化时在空间描绘出的轨迹，称为电磁波的极化。 电场矢量末端轨迹为直线时称为线极化，末端轨迹为圆时为圆极化，末端轨迹为椭圆时为椭圆极化。 电磁波极化特性具有重要的应用： 无线电系统发射天线与接收天线的极化状态相匹配时具有最佳的接收效果， 这就是为什么也可以通过控制天线的极化状态来控制接收效果的原因。 线极化、圆极化和椭圆极化是三种比较简单也是重要的电磁波极化方式。 2.1.3 电磁波的极化 * 沿z轴方向传播的均匀平面电磁波，其电场矢量在x轴和y轴方向的分量为 2.1.3 电磁波的极化 总的电场矢量为两个分量之和 * 令φx=0， 得到 2.1.3 电磁波的极化 左旋 右旋 x y * 2.1.3 电磁波的极化 旋转方向 旋转方向 x y x y (a) 左旋圆极化 (b) 右旋圆极化 （图中z轴的方向是指向读者的） * 2.1.3 电磁波的极化 φx=0或π时 x E y Eym Exm E x y Exm Eym a. φ=0时的线极化 b. φ = π时的线极化 * 两个线极化波可以合成任意其它的极化方式。反之，任意极化的电磁波也可以分解为两个线极化的电磁波。 一个线极化波也可以分解为两个旋转方向相反的圆极化波。 2.1.3 电磁波的极化 本节结束 移动通信 第2章 移动通信基础 移动通信讲授内容 第1章 移动通信发展概述 第2章 移动通信基础： 信道传播、多址接入、组网 第3章 移动通信系统 GSM CDMA WCDMA CDMA2000 TD-SCDMA 第4章 第三代移动通信系统演进 第2章 无线通信基础 无线信道传播 抗摔落技术 多址接入技术 移动通信网络技术 * 2.1.1 电磁波的基本知识 2.1.2 无线电波的传播方式 2.1.3 电磁波的极化 2.1无线信道传播 * 2.1.0 无线信道传播概述 有线信道特性是稳定的、可预测的。但铺设固定，不灵活。 无线信道特性是随机的、时变的、不可预测的。但取消连线，铺设灵活，适应各种地理环境。 近三十多年来，无线通信获得快速发展。 * 无线通信利用电磁波传播进行信息传输与信息交换。 掌握电磁波传播特性是无线通信系统研究与应用的基础。 电磁波有多种传播方式：地球表面波传播、空间波传播、对流层反射和电离层反射等。 不同传播方式具有不同的传播特性。 城市传播环境复杂，发射机和接收机之间基本上无视线（LOS）路径，多径传播普遍存在，高层建筑物引起的绕射损耗也非常大。 2.1.0 无线信道传播概述 * 城市传播环境示意