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首页 第二移动信道电波传播第一次课(电波传播方式)

第二移动信道电波传播第一次课(电波传播方式).ppt

第二移动信道电波传播第一次课(电波传播方式)

精品课件库
2019-06-12 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《第二移动信道电波传播第一次课(电波传播方式)ppt》,可适用于工程科技领域

移动信道的电波传播与天线信道分类按传输媒质分:有线信道:包括架空明线、电缆和光纤无线信道:包括通过地表面波传播的中、长波信道通过电离层反射传播的短波信道通过直射传播的微波信道等等。移动信道的电波传播与天线信道分类根据信道的特性参数分:恒参信道:传输特性随时间变化速度极慢或者说在足够长的时间内其参数基本不变。变参信道:传输特性随时间的变化较快。移动信道是典型的变参信道信号在开放的空间中传输易受噪声和干扰的影响。移动信道的电波传播与天线无线电波的传播特性分析无线通信系统信号传播的特征等效为分析其载波在各种地形地物气候等条件下传播特征载波:承载信号的无线电波移动通信中使用VHF和UHF频段的载频影响接收信号强度的主要因素包括:发射机功率、接收机位置、信号传输损耗。移动信道的电波传播与天线信号传输损耗信号损耗通常用分贝(dB)表征。比如说当考虑发射功率相比于接收功率大多少个分贝时按下式计算:如果发射功率比接收功率大一倍那么lg(发射功率接收功率)=lg=dB。即发射功率比接收到的功率大dB也就是说信号传输过程中损耗了个dB。移动信道的电波传播与天线无线电波传播机制无线电波传播方式电波传播方式与电波频率有关主要类型:直射、反射、绕射、散射移动信道的电波传播与天线电波传播方式图反射波直射波电离层反射波绕射波散射波电离层天线传播方式:直射波、反射波、绕射波、散射波。移动信道的电波传播与天线在移动通信系统中影响传播的三种最基本的机制为反射、绕射和散射。当电磁波遇到比波长大得多的物体时发生反射。当接收机和发射机之间的无线路径被尖利的边缘阻挡时发生绕射。当电波穿行的介质中存在小于波长的物体且单位体积内阻挡体的个数非常巨大时发生散射。移动信道的电波传播与天线三种基本传播机制移动信道的电波传播与天线直射波传播用自由空间传播模型来分析衰减特性自由空间:均匀无损耗的无限大空间其电波传播具有各向同性自由空间特点:电波传播时能量不会被障碍物吸收、反射、散射而产生损耗移动信道的电波传播与天线自由空间损耗球面波在传播过程中随着传播距离增大球面单位面积上的能量减小了而接收天线的有效截面积是一定的因而接收天线所捕获的信号功率减小了这就是自由空间损耗。移动信道的电波传播与天线接收天线获得的功率单位面积的电波功率密度为:接收天线的有效面积为:接收天线获取的电波功率为:移动信道的电波传播与天线自由空间传播损耗Lfs设收、发天线增益为dB即GT=GR=。以分贝计算:移动信道的电波传播与天线自由空间传播损耗Lfs结论:自由空间中电波传播损耗只与工作频率和传播距离有关当f或d增大一倍时Lfs将分别增大分贝。移动信道的电波传播与天线自由空间传播模型适用范围实际情况中只要地面上空的大气层是各向同性的均匀媒质其传播路径上没有障碍物的阻挡到达接收天线的地面反射信号场强也可以忽略不计这样情况下电波可视作在自由空间中传播。移动信道的电波传播与天线大气中的电波传播大气折射电波通过折射率不同的大气层时由于不同高度的电波传播速率不同使电波射束发生弯曲。移动信道的电波传播与天线大气折射使得直射电波也能够实现超视距传播。移动信道的电波传播与天线地球等效半径大气折射对电波传播的影响常用“地球等效半径”来表征。在标准大气折射情况下将地球实际半径公里转变为等效半径Re=km移动信道的电波传播与天线视线传播极限距离在标准大气折射情况下用地球等效半径Re计算移动信道的电波传播与天线视线传播极限距离标准大气折射下的地球等效半径为:Re=km移动信道的电波传播与天线反射、绕射与散射、反射电波传播中遇到两种不同介质的介面时会产生镜面反射按平面波处理电波的反射角等于入射角镜面反射时反射波场强幅度等于入射波场强幅度而相位发生反向。移动信道的电波传播与天线地面反射模型简化为双线或两径传播模型双线地面反射模型移动信道的电波传播与天线直射波与地面反射波存在相位差使得它们的合成场强有时会同相相加有时会反相抵消这就造成了合成波的衰落现象。移动信道的电波传播与天线、绕射电波在传播过程中有一定绕过障碍物的能力这种现象称为绕射。电波的绕射能力与电波的波长有关波长越长绕射能力越强波长越短则绕射能力越弱。移动信道的电波传播与天线由于平面波有一定的绕射能力所以能够绕过高低不平的地面或障碍物然后到达接收点。绕射会使部分信号偏转致使绕射信号与直达信号之间有相位差干扰了直达信号。因此如果树林或山丘突入绕射区此时尽管收发信机处于视距内也并不表示信号传输良好。移动信道的电波传播与天线由障碍物引起的附加传播损耗称为绕射损耗绕射损耗的取值与传播路径的菲涅尔余隙有关一般可通过查表获得当菲涅尔余隙为零时其附加损耗约为dB即信号减弱为/。移动信道的电波传播与天线、散射电波遇到粗糙表面时会发生散射而散布于各个方向实际移动无线环境的接收信号比单独绕射和反射模型预测的信号强对于阻挡面起伏远大于波长的平滑表面可建模成反射面而对于颗粒小于波长的粗糙表面反射系数需乘以一个散射损耗系数以代表减弱的反射场。移动信道的电波传播与天线移动信道的传输特征、多径传播移动通信系统的接收信号是直射波、反射波、绕射波、散射波和透射波的合成。到达移动台天线的信号是来自许多路径的众多反射波的合成这就是多径现象。由多径现象引起的衰落称为多径衰落其包络服从瑞利分布也称为瑞利衰落。移动信道的电波传播与天线、大尺度衰减和小尺度衰减小尺度衰减:接收机在短距离(几个波长)范围内移动时接收场强的快速波动主要原因:多径传播大尺度衰减:接收机在长距离(几百米甚至几千米)范围内移动时接收场强的变化趋势主要原因:通信距离、阴影效应移动信道的电波传播与天线、时延扩展在多径传播条件下由于不同路径的长度不同发射信号沿各路径到达接收天线的时间也不同接收信号会产生时域上的扩展即时延扩展在数字传输中时延扩展使接收信号的码元展宽引起码间串扰为避免码间串扰应使码元周期大于多径引起的时延扩展

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