第4章-对流层电波传播
- 格式:pdf
- 大小:895.33 KB
- 文档页数:19
无线电传播的基本方式电波传播是研究由辐射源所辐射的无线电波通过自然条件下的媒质到达接收天线的传播特性和规律。
电波传播的基本方式有以下几种:一、表面波传播地面上的天线沿地面辐射的电波,沿地面向远处传播。
表面波传播又称为地表面波传播、地波传播,主要用于超长波,长波,中波和短波波段。
表面波其辐射电波只要是沿着地表传播,随着传播距离的增大,电波强度逐渐减弱。
由于水平极化的表面波衰减较大,因此表面波的主要极化形式是垂直极化。
地表的电参数与形状是影响地波传播的主要因素。
地波在向前传播的过程中有部分能量传入地下,随着传播距离的增大,电波将逐渐减弱,这里除了因扩散引起的自然衰减外,还有大地的吸收衰减,大地的吸收衰减跟大地的电参数和电波的波长有关。
地波传播过程中存在波前倾斜的现象,在接收垂直单极天线发射的地波时,为了有效地接收各场分量,应采用相适应的天线极化形式。
在地面上适宜用垂直极化天线,地下适宜采用埋地天线,水下适宜采用漂浮的水平极化天线。
大地的电导率越大,电磁波波长越长,地波传播的衰减就越小。
同时,因为大地是一种稳定的媒质,不受气候,地磁,太阳辐射等因素影响,所以地波传播是非常稳定的。
电磁波的频率越低,传播损耗越小,短波频段利用地波进行近距离通信的频率约为1.6MHz~5MHz。
地波的衰减随频率的升高而增大,所以即使用1000W的发射机,地波传播距离也仅为100KM左右,所以这种传播形式不宜用作无线电广播或者远距离通信。
此外,传播距离还和传播路径上的媒质的电参数密切相关,沿海面传播的距离远远超过沿陆地传播的距离。
二、视距传播发射天线和接收天线限于在互相“看得见”的视距内的直射线传播称为视距传播。
地面通信,卫星通信以及雷达都是这种传播形式。
视距传播又称为直线波传播,主要用于超短波和微波波段的电波传播。
视距传播主要指在超短波和微波波段,收发天线远离地面处于相互能“看得见”的距离内,电波直接从发射天线传播到接收处的一种传播形式。
第四章 微波传播第一节 自由空间的电波传播一、 电波与自由空间微波是一种电磁波,微波频率为300MHz~300GHz 。
根据微波传播的特点,可视为平面波。
平面波沿传播方向是没有电场和磁场纵向分量的,故称为横电磁波,记作TEM 波。
有时我们把这种电磁波简称为电波。
自由空间又称为理想介质空间,即相当于真空状态的理想空间。
在这个空间充满着均匀、理想的介质,它的导电率σ=0,介电常数9010361-⨯==πεεF/M (法/米),导磁系数μ=μ0=4π﹡10-7H/M (亨/米)。
二、 自由空间传播损耗电波在自由空间传播时不产生反射、折射、吸收和散射现象,也就是说,总能量并没有被损耗掉。
但是,电波在自由空间传播时,其能量会因向空间扩散而衰耗。
因为电波由天线辐射后,便向周围空间传播,到达接收地点的能量仅是一小部分。
距离越远,这一部分能量越小,如同一只灯泡所发出的光一样,均匀地向四面八方扩散出去。
显而易见,距离光源越远的地方,单位面积上接收到的能量也越少。
这种电波扩散衰耗就称为自由空间传播损耗。
假定发信设备位于球体中心,使用无方向性天线,以功率P t 向周围空间辐射电磁波,在半径为d 的球面上接收点B 的单位面积上的平均功率为204dP S t π= 由天线理论知道,一个各向均匀辐射的天线,其有效面积为:πλ4/2=e A这样,一个无方向性天线在B 点收到的功率为222)4(44d P d P P t t r πλπλπ=⋅= 还可写成 2)4(dfc P P t r π= (4-1) 传播损耗为:2)4(cdf P P L r t s π== (4-2)或 cdf dB L s π4lg 20)(= 当距离d 以km 为单位,频率f 以GHz 为单位时f d dB L s lg 20lg 204.92)(++= (4-3)当频率f 以MHz 为单位时f d dB L s lg 20lg 204.32)(++= (4-4)三、 自由空间传播条件下收信电平的计算微波通信中实际使用的天线为有方向性天线,设收发天线增益分别为G r (dB ),G t (dB );收发两端馈线系统损耗分别为L fr (dB)、L ft (dB);收发两端分路系统损耗分别为L br (dB)、L bt (dB)。
电波主要传播方式2008-06-05 11:25:45 作者:不详电波传输不依靠电线,也不象声波那样,必须依靠空气媒介帮它传播,有些电波能够在地球表面传播,有些波能够在空间直线传播,也能够从大气层上空反射传播,有些波甚至能穿透大气层,飞向遥远的宇宙空间。
任何一种无线电信号传输系统均由发信部分、收信部分和传输媒质三部分组成。
传输无线电信号的媒质主要有地表、对流层和电离层等,这些媒质的电特性对不同波段的无线电波的传播有着不同的影响。
根据媒质及不同媒质分界面对电波传播产生的主要影响,可将电波传播方式分成下列几种:地表传播对有些电波来说,地球本身就是一个障碍物。
当接收天线距离发射天线较远时,地面就象拱形大桥将两者隔开。
那些走直线的电波就过不去了。
只有某些电波能够沿着地球拱起的部分传播出去,这种沿着地球表面传播的电波就叫地波,也叫表面波。
地面波传播无线电波沿着地球表面的传播方式,称为地面波传播。
其特点是信号比较稳定,但电波频率愈高,地面波随距离的增加衰减愈快。
因此,这种传播方式主要适用于长波和中波波段。
天波传播声音碰到墙壁或高山就会反射回来形成回声,光线射到镜面上也会反射。
无线电波也能够反射。
在大气层中,从几十公里至几百公里的高空有几层“电离层”形成了一种天然的反射体,就象一只悬空的金属盖,电波射到“电离层’就会被反射回来,走这一途径的电波就称为天波或反射波。
在电波中,主要是短波具有这种特性。
电离层是怎样形成的呢?原来,有些气层受到阳光照射,就会产生电离。
太阳表面温度大约有6000℃,它辐射出来的电磁波包含很宽的频带。
其中紫外线部分会对大气层上空气体产生电离作用,这是形成电离层的主要原因。
电离层一方面反射电波,另一方面也要吸收电波。
电离层对电波的反射和吸收与频率(波长)有关。
频率越高,吸收越少,频率越低,吸收越多。
所以,短波的天波可以用作远距离通讯。
此外,反射和吸收与白天还是黑夜也有关。
白天,电离层可把中波几乎全部吸收掉,收音机只能收听当地的电台,而夜里却能收到远距离的电台。