《无线电波的传播》PPT课件.ppt

,-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/(4d2)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=（4fd）2/c2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1.42.（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1.43.八木天线工作频段：880960MHz增益：7dBi接口：50欧姆，N型阴头最大输入功率