无线电波的传播.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,-,技术中心,无线电传输理论,一、自由空间传播,二、视距传播的大气效应,三、视距传播的地面效应,四、多径衰落,五、多普勒效应,六、室分设计电波传播考虑,七、天线基本特性和工作原理,八、天线常用技术指标,九、室分常用天线介绍,目 录,一、自由空间传播,1.,概述：,无线电波也称为电磁波，是一组正交的电场和磁场交替出现的能量波。电磁波在自由空间传播速度,30,万千米,/,秒。,电磁波传播的主要方式是空间波，即直射波、折射波、散射波、绕射波和它们的合成波。,当无线电波遇到物体时，产生折射和散射；由于电波传播方向上有不同的物体，造成不同的折射和散射，所以在任何一个接受点均可能收到来自不同路径的同源电磁波，这个就是多径传播。,2.,自由空间的传播,自由空间：,均匀无损耗的无限大空间；各向同性；电导率为零；空间无限大。,空气中电导率不为零，且方向不同性，所以不是自由空间，但是近似自由空间。,有一发射功率为,Pt,的,点源,，通过增益为,Gt,的天线发射；在距离该点源,d,的球面上有一有效接收为,A,的天线，则该天线单位面积上接收到的功率为,S=,Gt,*Pt/(4d,2,),天线截获的功率,Pr=S*A,，,有效接收面积,A=,Gr,*,2,/(4),所以，,Pr=Pt*,Gt,*,Gr,*,2,/,（,4d,）,2,定义路径衰耗,Ls=,（,4d,）,2,/,2,=,（,4,fd,）,2,/c,2,其中，,f,为频率；,C,为电磁波在自由空间传播速度。,用分贝表示为,Ls=32.45dB+20log(f)+20log(d),f,单位为,MHz,；,d,单位为,Km,一、自由空间传播,1.,大气的吸收衰减,大气的组成分子（氧气、氮气、水蒸气等等），有自己的固有电磁谐振频率，会吸收传播中的电磁波能量。对,12GHz,频率以下的电磁波吸收衰减约为,0.0015dB/km,。,2.,雨雾衰减,雨雾对无线电波也有吸收作用，频率越高，衰减越大；雨雾越大，衰减也越大。通常，大雾对,6GHz,以上的电磁波产生,10dB/Km,的衰减。,3.,大气折射衰减,大气各向不同性，主要是空气密度不同造成的。折射产生电波发射方向，从而引起信号衰减。,二、视距传播的大气效应,1.,树林、建筑、山头或地面等障碍物对电磁波阻挡掉一些电磁波射线，在自由传播基础上增加了衰减。,2.,平滑地面和水面可以把电磁波发射到接收天线，发射波和直射波在矢量相加后抵消，产生附加衰减。,三、视距传播的地面效应,1.,接收点的无线电波是从信源通过多个路径传播而来的电波合成。这个现象就是多径传播。,2.,由于是同源的多个电波合成，则在合成点叠加时幅度和相位不相同，有时叠加而增强，有时抵消而减弱，形成衰落。这种由多径传播引起的衰落，称为多径衰落。,3.,多径衰落是快衰弱；而由距离引起的衰弱称为慢衰落。无线电波的衰落就是有快衰落和慢衰弱组成的。,4.,多径对数字信号的影响：时延拓展；相关带宽；随机调频,5.,多径传播现象有利有弊。有弊是造成了电波接收的不确定性；有利是能曲线传播。,四、多径传输,五、多普勒效应,多普勒效应是指发射源与接收点相对移动而产生频率变化的现象；,多普勒频移：,f=(,v/,)*,cos,；其中,v/,为最大多普勒频移,例如：,900MHz,频率，移动台速度,50Km/h,，,则,f=(50*1000/3600)/(3/9)=41.6Hz,。,1.,室内分布系统的无线传播也是多径传播，也存在多径现象。因为室内环境比较稳定，多径衰落呈现慢衰落的现象。所以，在计算电平时，常常采用自由空间的传播计算方式。,2.,由于不考虑信号的多径叠加问题。所以，在电平计算上主要考虑的是直射波。在直射波传播路径上有阻挡，则考虑阻挡衰减。,3.,折射波、反射波的应用。某些曲折死角，可以巧妙地应用电波的折射和发射。,4.,电波的隧道效应。,六、室分设计电波传输考虑,1,、天线是无线电波发送和接收的装置。具有电波导向性、电磁场极化、“放大信号”三个基本功能。,2,、电波导向性：引导电磁波传播。方式是“引导”和“反射”。,3,、电磁场极化：使得电磁场与其他参照物成一定角度。,4,、“放大信号”：增益。,天线增益：相对于点源，天线把电磁波集中的程度。,dBi,相对于点源的天线增益单位；,dBd,相对于偶极子的天线增益单位。,0dBd=2.15dBi,所以：天线一般包含有源振子、导向装置、能量汇集装置。,七、天线基本特性和工作原理,1,、工作频段,2,、增益,3,、方位角：分水平和垂直两个指标。,4,、驻波系数,（发射系数,P,反射波振幅,/,入射波振幅；回波系数,L=1/P,；驻波系数,S=,（,1+P,）,/,（,1-P,）,5,、最大输入功率,6,、前后比（前后隔离度）,7,、极化方向,其他：外形尺寸、接口阻抗和类型、安装方式。,八、天线常用技术指标,1.,全向吸顶天线,工作频段：,8002500MHz,增益：,2dBi,接口：,50,欧姆，,N,型阴头,最大输入功率：,50W,驻波系数：小于,1.4,2.,（小）板状天线,工作频段：,8002500MHz,增益：,7dBi,接口：,50,欧姆，,N,型阴头,最大输入功率：,50W,驻波系数：小于,1.4,3.,八木天线,工作频段：,880960MHz,增益：,7dBi,接口：,50,欧姆，,N,型阴头,最大输入功率：,50W,驻波系数：小于,1.4,九、室分常用天线介绍,重点和思考,重点：无线电波自由空间传播公式。,多径传输产生的结果。,天线的种类、指标。,思考：相对运动改变无线电波的频率，动车或高铁怎样覆盖,信号比较合适？,谢 谢！,