二是无线电传播的基础.ppt

2012, May. 8;; 天线或自然辐射源所辐射的无线电波，在媒质（如地表、地球大气层或宇宙空间等）中的传播过程就称为无线电波传播。 根据不同频段的电波在媒质中传播的物理过程，可将电波传播方式分为地波传播、对流层电波传播、电离层传播、地—电离层波导传播以及外大气层及星际空间电波传播。 地波传播 无线电波沿着地球表面的传播就称为地波传播。主要用于低频及甚低频远距离无线电导航、标准频率和时间信号的广播、对潜通信等业务。传播特点是：传输损耗小，作用距离远；受电离层扰动影响小，传播情况稳定；有较强的穿透海水及土壤的能力；但大气噪声电平高，工作频带窄。;对流层电波传播 无线电波在低空大气层—对流层中的传播就称为对流层电波传播。按传播机制可分为： ①视距传播。当收发天线架设高度较高（远大于波长），电波直接从发射天线传播至接收点（有时有反射波到达），亦称直射波传播。主要用于微波中继通信、甚高频和超高频广播、电视、雷达等业务。其主要传播特点是：传播距离限于视线距离以内，一般为10~50 km；频率愈高受地形影响愈大；微波衰落现象严重；10 GHz以上电波、大气吸收及雨衰减严重。 ; ②散射传播。利用对流层中介质的不均匀性对电波的散射作用，实现超视距传播，常用频段200 MHz~5GHz。由于散射波相当微弱，传输损耗大，需使用大功率发射机、高灵敏度接收机及高增益天线等设备。单跳跨距可达300~800 km，特别适用于无法建立微波中继站的地区，例如海岛之间或需跨越湖泊、沙漠、雪山等的地区。 电离层电波传播。 无线电波经电离层反射或散射后达到接收点的一种传播方式。依传播机制又可分为： ①电离层反射传播，通常称为天波传播。主要用于中、短波远距离广播、通信、船岸间航海移动通信，飞机地面间航空移动通信等业务。主要特点是：传播损耗;小，可以较小功率进行远距离传播；衰落现象严重；短波传播受电离层扰动影响大。 ②电离层散射传播，利用电离层中电子浓度不均匀性（通常发生在地面高度90~110 km处），对电波的??射作用完成远距离通信得。常用的频段为35~70 MHz。其主要传播特点是：传输损耗大；允许传输频带窄，一般为3~5 kHz；衰落现象明显。但单跳跨距可达1000~2000 km。特别是当电离层受到骚扰时，仍可保持通信。 ③流行电离余迹反（散）射传播，利用发生在80~120 km处流行电离余迹对电波的反（散）射作用，可实现2000 km以内的远距离传播。常用频段为30~70 MHz。由于流星余迹持续时间短，但出现频繁，可利用它建立瞬间通信，在军事上应用较多。;地—电离层波导传播 电波在以地球表面及电离层下缘为界的地壳形空间内传播。主要用于低频、甚低频远距离通信及标准频率和时间信号的传播。其主要传播特点是：传输损耗小，受电离层扰动影响小，传播相位稳定，有良好地可预测性，但大气噪声电平高，工作频带窄。 外大气层及行星际空间电波传播 电波传播的空间主要是在外大气层或行星际空间，并且是以宇宙飞船、人造地球卫星或星体为对象，在地—空或空—空之间传播。目前主要应用于卫星通信、宇宙通信及无线电探测、测控等业务中。其传播的主要特点是：因距离远，自由空间传输损耗大，在地—空电路中要受到对流层、电离层、地球磁场以及来自宇宙空间的各种辐射波和高速粒子的影响，例如10 GHz以上的电波大气吸收和降雨衰减严重。 ; 如上介绍的五种电波传播方式，实际工作中往往取其一种作为主要的电波传播途径，在某些条件下可能几种传播途径并存，例如中波广播业务，某些地区既可收到经电离层反射的天波信号，同时又可收到沿地表传播的地波信号。通常是根据不同频段电波传播的特点，利用天线的方向性来限定一种主要的传播方式。 在利用电波传递信息、完成无线电通信、广播电视、导航、遥控遥测、雷达等业务中，掌握电波传播的特点及其规律，以及进行必要的传输特性的估算（传输损耗、干扰信号及噪声电平、衰落、时延、交叉极化特性等），是研究各种无线电信道特性和正确论证、设计组织使用各种无线电系统的重要依据。;;自由空间 自由空间是一种理想情况，通常指充满均匀、无耗媒质的无限大空间，并具有各向同性、电导率σ=0、相对介电常数εr=1及相对磁导率μr=1。为各种传播方式提供了一个进行比较的标准，同时也为了简化电波传输损耗的计算。 设一天线置于自由空间，在其最大辐射方向上、距离为d的接收点处产生的场强为 pt为发射天线输入功率（W），Gt为发射天线增益，d