电波传播理论（徐立勤）b0204011s电波传播理论

1、电波传播理论课程编号: 开课学院: 课程类别:b0204011s电子科学与工程学院 专业课学 分: 课内学时: 课程性质:232必修注：课程类别是指通识基础课/学科基础课/专业基础课/专业课/；课程性质是指必修/限选/任选一、课程的性质和目的课程性质：本课程电子信息与通信类专业研究无线通信系统的学生的一门重要的专业课，是无线电 技术学科屮重要的基础课。目的：本课程将介绍电磁波传播的基本理论,并以此为基础重点讨论电磁波在不同频段的传播特性, 介绍它们在无线电工程实际的应用。通过本课程的学习，将使学生较为完整地学握电波传播的基本理论, 较为全面地了解电波传播理论在无线电通信工程屮的应用，为后续专业

2、课程打好良好的基础。二、课程教学内容及基本要求（-）课程教学内容及知识模块顺序1. 知识单元一：无线电波的基本概念（2学时）（1）知识点一：无线电波的属性与传播效应（2）知识点二：无线电波的应用与无线电通信业务教学基本要求：掌握不同频段的无线电波具有的不同的传播模式；掌握正常的和反常的两种类型 传播模式的基本概念；掌握超短波和微波的主要传播效应。2. 知识单元二：电磁场理论基础（2学时）（1）知识点一：无线电波在自由空间的传播（2）知识点二：费涅尔区和费涅尔半径教学基本要求：掌握自由空间传播损耗公式的推导；了解费涅尔原理，费涅尔区，费涅尔带和费 涅尔半径的基本概念和关系。3. 知识单元三：无线

3、电波传播环境（2学时）（1）知识点一：地球大气、地面与无线电波传播（2）知识点二：无线电气象研究的一般内容（3）知识点三：折射指数与折射率、修正折射指数与修正折射率（4）知识点四：地面一般特性和电气特性教学基木要求：掌握折射率，折射指数和修正折射率，修止折射指数的定义和关系；掌握陆地地 形、陆地环境和地貌的分类；了解地面电气特性的基本概念。4. 知识单元四：大气折射（2学时）（1）知识点一：准均匀介质与射线（2）知识点二：无线电波在球面分层大气中的折射（3）知识点三：等效球面地球及其应用限制（4）知识点四：等效平面地球及其应用限制（5）知识点五：不同大气状态下的射线与等效地面教学基本要求：掌握

4、真实地球与等效球面地球和等效平面地球的基本概念；掌握不同大气状态下 射线与等效地面的关系。5. 知识单元五：地而反射（2学时）（1）知识点一：镜反射和漫反射（2）知识点二：地反射的几何参数（3）知识点三：反射点的位置和反射面的费涅尔区（4）知识点四：费涅尔反射系数、等效反射系数与有效反射系数（5）知识点五：地反射损耗教学基本要求：了解镜反射和漫反射的基本概念；掌握掌握反射点和地面费涅尔区的基本概念和 计算方法；掌握各种反射系数的定义和关系。6. 知识单元六：地面障碍物的绕射（2学时）（1）知识点一：地形、地面覆盖物对无线电波的阻挡（2）知识点二：站点的地理位置、地形剖面与地球凸起（3）知识点三

5、：传播电路余隙与电路的儿何参数习题课教学基木要求：掌握地形、地面覆盖物对无线电波的阻挡的基木概念；掌握站点的地理位置、地 形剖面与地球凸起的基本概念；掌握传播余隙和电路余隙的基本概念；7. 知识单元七：大气气体吸收损耗（1学时）（1）知识点一：大气吸收的物理过程（2）知识点二：氧气吸收和水汽吸收教学基本要求：了解大气气体吸收损耗的基本概念；了解大气吸收哀减率的特点。8. 知识单元八:无线电波传播的概率统计理论（1学时）（1）知识点一：随机变量与统计规律（2）知识点二：无线电波传播常见的概率分布（3）知识点三：概率统计与直方图教学基木要求：掌握随机事件、随机变暈、统计规律以及分布函数的基本概念；

6、了解常用的概率 分布函数。9. 知识单元四：接收信号的衰落（2学吋）（1）知识点一：衰落的基本概念（2）知识点二：多径衰落的基本概念（3）知识点三：克服衰落影响的措施教学基本要求：接收信号衰落有关的基本概念；衰落的特性参数；产生衰落的相关机理以及克服 衰落影响的应对措施；主要的几种衰落机理。10. 知识单元十：自由空间与地反射理论传播模型（2学时）（1）知识点一：自由空间传播模型（2）知识点二：地面反射理论传播模型（3）知识点三：平地模型和精确的二射线模型教学基本要求：掌握自由空间传播模型的基本概念；掌握地血反射，特别是光滑平坦地血对无线 电波传播的影响：了解地面反射的几何参数；了解计及平坦地

7、面反射影响时基本传输损耗的几种 预测模型。11. 知识单元十一：绕射损耗预测模型（2学时）（1）知识点一：刃峰绕射模型、球形地面绕射模型和圆柱形障碍的绕射损耗（2）知识点二：双孤立刃型障碍绕射损耗和utd劈形障碍绕射损耗预测模型（3）知识点三：经验绕射损耗预测模型教学基本要求：掌握不同绕射模型的基本概念；了解不同情况下地面障碍绕射损耗的预测计算模 型。12. 知识单元十二：大气吸收、降雨与云雾的损耗预测模型（2学时）（1）知识点一：地面电路大气吸收模型（2）知识点二：地空电路大气吸收模型（3）知识点一：地面电路雨衰减（4）知识点二：地空电路雨衰减（5）知识点三：云、雾衰减预测模型习题课教学基本

8、要求：了解晴空大气中传播的两个重要传播效应的基本概念；了解地血电路大气吸收模型和地空电路大气吸收模型的基本概念；掌握降雨与云雾衰减的特点：了解地面电路和地空电路 雨衰减的基本概念；了解云、雾衰减的预测模型。13. 知识单元十三：移动通信传播损耗统计预测模型（4学时）（1）知识点一：okumura-hata传播模型（2）知识点二：cost 231模型（3）知识点三：egl1模型（4）知识点四：lee （李建业）宏蜂窝模型教学基本要求：了解移动通信电波传播的特点；掌握移动通信系统屮的场强预测模型的基本概念;了解移动通信系统中常用的场强预测模型。14. 知识单元十四：移动通信传播损耗本地化统计模型（

9、2学时）（1）知识点一：决定性模型与统计模型（2）知识点二：基本模型的选择（3）知识点三：路测实施与测试数据结构（4）知识点四：传播模型的本地化（5）知识点五：最小二乘法教学基本要求：掌握决定性模型与统计模型的基本概念；了解基本模型的选择以及传播模型本地化的基本思想；了解最小二乘法。15. 知识单元十五：微小区与室内传播预测模型（1学时）（1）知识点一：itu-r微蜂窝传播模型（2）知识点二：一个新的微微蜂窝视距传播模型（3）知识点三：lee微蜂窝传播预测模型教学基本要求：了解微小区和微微小区的电波传播模型的基本概念；了解室内的传播模型的基本 概念。16. 知识单元十六：地面固定和移动通信衰落

10、预测模型（1学时）（1）知识点一：地面固定业务多径衰落预测模型（2）知识点二：移动通信衰落预测模型（3）知识点三：地空电路上电离层传播引起的衰落教学基木要求：了解地面固定业务多径衰落预测模型的基木概念；了解移动通信衰落预测模型的基本概念；了解地空电路上电离层传播引起的衰落的基本概念。17. 知识单元十七：卫星通信业务传播预测模型（2学吋）（1）知识点一：卫星通信的基本概念（2）知识点二：卫星通信业务传播预测模型的基本概念习题课教学基本要求：了解卫星通信的基本概念；了解卫星通信业务传播预测模型的基本概念。（二）课程的重点、难点及解决办法由于无线电波在自然介质和自然环境中的的传播非常复杂，因此电波

11、传播理论是一门专业性很强的 课程。除了要掌握电波传播的基本概念、基本现彖、想想产生的机理、传播常数的计算以外，还需要了 解不同的无线通信系统中电波传播的模型。对于前者，在介绍方法上要着重基本概念的叙述，舍去繁杂 的数学推导；而在介绍传播模型时，需要重点围绕模型的实际应用以及相互比较。此外，还可以介绍一 些国际上的最新的研究热点和成果，从而提高学生的学习兴趣。最后，还要注意明确课程的要求以树立 学生的学习信心。三、实验实践环节及基本要求无四、本课程与其它课程的联系与分工本课程的先修课程为高等数学、电磁场理论、电磁场数学方法、通信原理等，这些课程 所阐述的知识与分析方法是学习本课程的基础与必要准备

12、，本课程的后续课程为无线通信、微波通信、卫星通信、无线通信网络规划与优化等，利 用本课程所建立的理论体系和分析方法对各种无线通信系统无线链路进行定性分析与定量设计。五、对学生能力培养的要求通过本课程学习，使学生在掌握电波传播的基本理论和了解电波的传播模型的基础上，对各种传播 现象具有基本的理论分析能力，能够将一些主要的模型应用具体的工程实际。同时对于各种不同传播环 境能够选择正确的传播模型，使得在从事无线电通信工作时，具有一定的解决实际电波传播工程问题的 能力。六、课程学时分配总学时32,其中讲课29学时，习题及讨论3学时。课程主要内容和学时分配见课程学时分配表。课程学时分配表教学环节课程内容

13、讲课上机实验习题及讨论小计无线电波的基本概念22电磁场理论基础22无线电波传播环境22大气折射22地面反射22地面障碍物的绕射112大气气体吸收损耗11无线电波传播的概率统计理论11接收信号的衰落22自由空间与地反射理论传播模型22绕射损耗预测模型22大气吸收、降雨与云雾的损耗预测模型112移动通信传播损耗统计预测模型44移动通信传播损耗本地化统计模型22微小区与室内传播预测模型11地面固定和移动通信衰落预测模型11卫星通信业务传播预测模型112总计293211. 教材1无线电波传播一一原理与应用，谢益溪，人民邮电出版社，2008年7月2. 主要参考书1 电磁波传播与空间环境，熊皓，电子工业岀版社，2004年1月2 移动通信无线电波