电磁场与电磁波10.2节.pptVIP

10.2 无线信道特性 本节内容 无线电波在自由空间信道的传播 无线信道特性 信道损耗 衰落现象 失真与容许带宽 电波传播方向的变化 无线电波在自由空间信道的传播 将收、发天线置于自由空间中，假设发射天线的增益为 Gt、输入功率为Pin ，接收天线的增益系数为Gr ，并假设馈线与天线良好匹配，且两天线的最大辐射方向相对、极化最佳匹配，则在距离发射天线r处的接收天线所接收的功率为 自由空间的传输损耗 自由空间信道的基本传输损耗：输入功率与接收功率之比，即 将上式取对数得 结论 若不考虑天线的因素，则自由空间的传输损耗(free space path loss)，是球面波在传播的过程中，随着距离的增大能量自然扩散而引起的，它反映了球面波的扩散损耗。 该损耗与电磁波的工作频率也成正比，频率愈高传输损耗愈大。 [例10-1] 某卫星通信信道，发射天线的增益为22dB，接收天线的增益为 18dB，收发距离为14500km，载波中心频率为5.904GHz，求 该信道的基本传输损耗为多少？ 若发射机发射功率为25W，输入到接收机的功率为多少？ 解： 该信道的基本传输损耗为 接收机输入功率为 前一项为自由空间损耗Lbf ，A为实际信道的损耗，不同的传播方式、传播媒质，信道的传输损耗是不同的。 无线信道特性 在传播距离、工作频率、发射天线、输入功率和接收天线都相同的情况下，设接收点的实际场强为E、功率为 ，而自由空间的场强为E0、功率为Pr，信道衰减因子A为 信道损耗(channel loss) 无线信道衰落特性 衰落(fading)：一般是指信号电平随时间的随机起伏。 大致可分为：吸收型衰落和干涉型衰落。 吸收型衰落：主要是由于传输信道电参数的变化，使得信号在信道中的衰减发生相应的变化而引起。 这种机理引起的信号电平的变化较慢，称为慢衰落，它通常指信号电平的中值（五分钟中值、小时中值、月中值等）在较长时间间隔内的起伏变化。 无线信道衰落特性 干涉型衰落，主要由随机多径干涉现象引起的。 在某些传输方式中，由于收、发两点间存在若干条传播路径，典型的如短波电离层反射信道、不均匀媒质散射信道等； 在这些传播方式中，传输媒质具有随机性，因此使到达接收点的各路径信号的时延随机变化，致使合成信号幅度和相位都发生随机起伏。这种起伏的周期很短，信号电平变化很快，故称为快衰落。 信道色散效应及容许带宽 无线电波通过信道除产生传输损耗外，还会产生失真。包括振幅失真和相位失真。 失真的原因：信道的色散效应和随机多径传输效应。 色散效应：不同频率的无线电波在信道中的传播速度有差别而引起的信号失真。 一般情况下，信号带宽不能超过 ，称之为容许带宽，即 最大时延为 无线信道特性 在研究实际传输信道对电波传播的影响问题时，电波传播方向的变化也是重要内容之一。 电波传播方向改变 边缘绕射 表面波爬行 粗糙地面的散射 结论