2018-07-18 11:20:57
20028
無線電波的傳播方式對于自由空間，在自由空間中由于沒有阻擋，電波傳播只有直射，不存在其他現(xiàn)象。
但日常生活中的實(shí)際傳播環(huán)境，由于地面存在各種各樣的物體，使得電波的傳播有直射、反射、繞射(衍射)等，另外對于室內(nèi)或列車內(nèi)的用戶，還有一部分信號來源于無線電波對建筑的穿透。這些都造成無線電波傳播的多樣性和復(fù)雜性，增大了對電波傳播研究的難度。
北峰對講機(jī)
直射
直射在視距內(nèi)可以看做無線電波在自由空間中傳播。直射波傳播損耗公式同自由空間中的路徑損耗公式：PL=32.44+20lgf+20lgd。其中，PL為自由空間的路損，單位是dB。F為載波的頻率，單位是MHz。d為發(fā)射源與接收點(diǎn)的距離，單位是km。
反射、折射與穿透
在電磁波傳播過程中遇到障礙物，當(dāng)這個障礙物的尺寸遠(yuǎn)大于電磁波的波長時，電磁波在不同介質(zhì)的交界處會發(fā)生發(fā)射和折射。另外，障礙物的介質(zhì)屬性也會對反射產(chǎn)生影響。對于良導(dǎo)體，反射不會帶來衰減;對于絕緣體，他只反射入射能量的一部分，剩下的被折射入新的介質(zhì)繼續(xù)傳播;而對于非理想介質(zhì)，電磁波貫穿介質(zhì)，即穿透時，介質(zhì)會吸收電磁波的能量，產(chǎn)生貫穿衰落。穿透損耗大小不僅與電磁波頻率有關(guān)，而且與穿透物體的材料、尺寸有關(guān)。
一般室內(nèi)的無線電波信號是穿透分量與繞射分量的疊加，而繞射分量占絕大部分。所以，總的來看，高頻信號(例如1800MHz)的室內(nèi)外電平差比低頻信號(800MHz)的室內(nèi)外電平差要大。并且，低頻信號進(jìn)入室內(nèi)后，由于穿透能力差一些，在室內(nèi)進(jìn)行各種反射后場強(qiáng)分布更均勻;而高頻信號進(jìn)入室內(nèi)后，部分穿透又穿透出去了，室內(nèi)信號分布就不太均勻，也就使用戶感覺信號波動大。
繞射(衍射)
在電磁波傳播過程中遇到障礙物，這個障礙物的尺寸與電磁波的波長接近時，電磁波可以從該物體的邊緣繞射過去。繞射可以幫助進(jìn)行陰影區(qū)域的覆蓋。
散射
在電磁波傳播過程中遇到障礙物，這個障礙物的尺寸小于電磁波的波長，并且單位體積內(nèi)這種障礙物的數(shù)目非常巨大時，會發(fā)生散射。散射發(fā)生在粗糙物體、小物體或其它不規(guī)則物體表面，如樹葉、街道標(biāo)識和燈柱等。
不同距離下無線電波的傳播
視距傳播
無線電波視距傳播的一般形式主要是直射波和地面反射波的疊加，結(jié)果可能使信號加強(qiáng)，也可能使信號減弱。
由于地球是球形的，受地球曲率半徑的影響，視距傳播存在一個極限距離Rmax，它受發(fā)射天線高度、接收天線高度和地球半徑影響。
非視距傳播
無線電波非視距傳播的一般形式有：繞射波、對流層反射波和電離層反射波。
?、倮@射波
繞射波是建筑物內(nèi)部或陰影區(qū)域信號的主要來源。繞射波的強(qiáng)度受傳播環(huán)境影響很大，且頻率越高，繞射信號越弱。
?、趯α鲗臃瓷洳?/strong>
對流層反射波產(chǎn)生于對流層。對流層是異類介質(zhì)，由于天氣情況而隨時間變化。它的反射系數(shù)隨高度增加而減少。這種緩慢變化的反射系數(shù)使電波彎曲。對流層反射方式應(yīng)用于波長小于10米(即頻率大于30MHz)的無線通信中。對流層反射波具有極大的隨機(jī)性。
?、垭婋x層反射波
當(dāng)電波波長大于1米(即頻率小于300MHz)時，電離層是反射體。從電離層反射的電波可能有一個或多個跳躍，因此這種傳播用于長距離通信，同對流層一樣，電離層也是具有連續(xù)波動的特性。
無線電波在陸地移動通信環(huán)境下的特點(diǎn)
傳播環(huán)境的復(fù)雜性
由于移動終端的天線高度比較低，傳播路徑總是受到地形及人為環(huán)境的影響，使得接收信號大量的散射、反射或疊加。
傳播環(huán)境的復(fù)雜性體現(xiàn)在地形、人為建筑物、人為噪聲干擾的多樣性。比如，周圍有樹林的地形，樹葉會造成無線電波大量的散射。而對于城市環(huán)境，由街道兩旁的高大建筑導(dǎo)致的波導(dǎo)效應(yīng)，使得街道上沿著傳播方向的信號增強(qiáng)，垂直于傳播方向的信號減弱，兩者相差可達(dá)10dB左右。另外，機(jī)動車的點(diǎn)火噪聲、電力線噪聲、工業(yè)噪聲等人為噪聲，都會對接收信號造成干擾。
移動終端的隨機(jī)移動性
移動終端總是在移動，即使移動終端不動，周圍環(huán)境也一直在變化，如人、車的移動，風(fēng)吹動樹葉等，使得基站與移動終端之間的傳播路徑不斷發(fā)生變化。并且移動終端相對基站的移動方向和移動速度的變化，都會導(dǎo)致信號電平的變化，只能用隨機(jī)過程的概率分布來描述。
傳播的開放性
無線電波傳播空間的開放性導(dǎo)致空間干擾現(xiàn)象嚴(yán)重。比較常見的有同頻干擾、鄰頻干擾、互調(diào)干擾等。隨著頻率復(fù)用系數(shù)的提高，同鄰頻干擾將成為主要干擾。
傳播分類
無線電波自發(fā)射地點(diǎn)到接收地點(diǎn)主要有天波、地波、空間直線波3種傳播方式，各波特性如下：
地波：沿著地球表面?zhèn)鞑サ碾姴?，稱為地波。在傳播過程中因電波受到地面的吸收，其傳播距離不遠(yuǎn)。頻率越高，地面吸收越大，因此短波、超短波沿地面?zhèn)鞑r，距離較近，一般不超過100公里，而中波傳播距離相對較遠(yuǎn)。優(yōu)點(diǎn)是受氣候影響較小，信號穩(wěn)定，通信可靠性高。
天波： 靠大氣層中的電離層反射傳播的電波，稱為天波，又稱電離層反射波。發(fā)射的電波是經(jīng)距地面70—80公里以上的電離層反射后至接收地點(diǎn)，其傳播距離較遠(yuǎn)，一般在1000公里以上。缺點(diǎn)是受電離層氣候影響較大，傳播信號很不穩(wěn)定。短波頻段是天波傳播的最佳頻段，漁業(yè)船舶配備的短波單邊帶電臺，就是利用天波傳播方式進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信的設(shè)備。
空間直線波： 在空間由發(fā)射地點(diǎn)向接收地點(diǎn)直線傳播的電波，稱空間直線電波，又稱直線波或視距波。傳播距離為視距范圍，僅為數(shù)十公里。漁業(yè)船舶配備的對講機(jī)和雷達(dá)均是利用空間波傳播方式進(jìn)行通信的設(shè)備。