第二章 无线电波传播-2

1、GMDSS 原理与业务 模块一：地面通信系统 模块二：卫星通信系统 模块三：船舶通信业务 模块模块一一 地面地面通信通信系统系统子模块一子模块一 GMDSSGMDSS概论概论子模块二子模块二 无线电波的传播无线电波的传播子模块三子模块三 船舶船舶MF/HFMF/HF通信设备通信设备子模块四子模块四 船用船用VHFVHF通信设备通信设备子模块五子模块五 NAVTEXNAVTEX、SARTSART、及船舶备用电源、及船舶备用电源2.1 电波辐射和传播电波辐射和传播2.2 各波段电波传播的特点各波段电波传播的特点一、电波的辐射与传播一、电波的辐射与传播电生磁磁生电交替变化的电磁场向空间辐射1.电波的

2、形成2.电波的频率与波长电波的传播速度 3108m/s(自由空间)波长 电波在一个周期内的传播距离 电波频率 周期T 的倒数关系 =T =/ 或= 3. 3. 电波波段的划分电波波段的划分波段名称波长范围频段名称频率范围极 长 波100 000m以上极低频(ELF)3kHz以下超 长 波100 000ml0 000m甚低频(VLF)3kHz30kHz长 波10 000ml 000m低 频(LF)30kHz300kHz中 波1000ml 00m中 频(MF)300kHz3MHz短 波100ml0m高 频(HF)3MHz30MHz超 短 波10mlm甚高频(VHF)30MHz300MHz微波1m以

3、下特高频(UHF)300MHz以上地面系统：MF/HF波段（1.6 27.5MHz） VHF波段 （156 174 MHz）卫星系统： 微波波段 （1.5 1.6 GHz / 4 6 GHz）4. 电波的传播途径 地波传播电波沿地球表面传播 以绕射方式传播 通常越大/ 越低，绕射距离越远 地波传播空间波传播电离层波（天波）传播长波及以上波可传播几千甚至几万公里，中波可传播几百公里，短波沿地面传播一般不超过l00公里超短波、微波一般不通过地波传播 特点：存在衰减（ ，衰减 ） 信号比较稳定、可靠 空间波传播空间波传播电波在空间直线传播，或经地面反射传播，或经卫星中继传播特点：传输的最远距离是视距

4、 地面系统空间波传播距离较近（几十公里）短波、中波、长波及以上波长的波，不能通过空间波传播，超短波、微波可通过空间波传播。 采取微波接力传输 增加天线高度 电离层波（天波）传播电波经电离层反射传播，或经电离层和地面的多次反射传播电离层的形成和结构：太阳光照射气体分子电离 离子 自由电子电离层特点： 白天存在D、E、F1、F2层 不稳定 夜间只存在 E、 F2 层 E层比F层相对稳定 电离层对电波的反射与衰减：电离层对电波的反射与衰减：电离层对电波有吸收作用随 ，吸收作用(衰减)min max短波波段 太阳活动对电离层的影响： 太阳风暴（向宇宙空间释放的大量带电粒子流 ）太阳黑子 光球表面出现的

5、黑斑点。太阳耀斑 在黑子群上空突然出现且迅速发展的闪耀亮斑 电离层扰动 通信受影响2.2 2.2 各波段电波传播的特点各波段电波传播的特点（一）中波（一）中波（MFMF）、长波（）、长波（LFLF）1.1.长波：长波：2.2.中波：中波： 以地波传播，工作稳定。以地波传播，工作稳定。白天白天以地波传播，不能以天波传播，以地波传播，不能以天波传播，D层对层对MF波吸收。波吸收。夜间夜间地波与天波并存，地波与天波并存，E层对天波反射，但存在衰落，层对天波反射，但存在衰落， 这是由于天地波在接收点叠加造成的。这是由于天地波在接收点叠加造成的。 1.1.传播：传播：2.2.特点特点 3).3).存在衰

6、落现象存在衰落现象地波和天波，主要靠天波传播，在地波和天波，主要靠天波传播，在F层反射。层反射。1). 1). 地波传播衰减大，传播小于地波传播衰减大，传播小于100km100km。2). 2). 天波传播距离远，但受电离层变化影响较大，天波传播距离远，但受电离层变化影响较大， 传播不够稳定。传播不够稳定。（二）短波（二）短波（HFHF）F层不稳定，不同路径天波在接收点叠加层不稳定，不同路径天波在接收点叠加衰落。衰落。短波信号的传播 电离层变化对短波通信的影响 同频率信号晚间比白天传的远 白天要实现与晚间相同的距离 应提高发射频率 晚间要实现与白天相同的距离 可降低发射频率3).3).存在衰落

7、现象存在衰落现象短波通信中的衰落增大发射功率高增益的收/发天线 采用单边带通信 4).4).存在盲区效应（寂静区）：存在盲区效应（寂静区）：天地波均不能覆盖的天地波均不能覆盖的区域。区域。适当降低工作频率及天线的架设高度 以保证通信 短波通信的寂静区短波通信的寂静区画出他们的关系线超短波微波地波天波空间波长波超长波中波短波传播方式最不稳定传播方式最稳定传播距离为视距存在盲区效应存在盲区效应存在衰落存在衰落太阳活动影太阳活动影响最大响最大工作于不同波段的GMDSS系统的设备的工作特点GMDSS系统组成GMDSS系统组成系统组成地面地面卫星卫星MF (中中)HF（远）（远）VHF (近近)INMARSAT COSPAS-SARSATA船站船站B船站船站C船站船站E船站船站F船站船站EPIRB1.长波和超长波 地波形式传播传播稳定2.中波 白天：地波形式传播 夜间：地波+天波(E层反射) 存在衰落