第10章 天波传播(2)

摘要无线电测向即是根据无线电波在空气中传播的特点——直线传播，利用无线电测向机来判断出发射机的位置的过程，航海、航空的导航系统，都是依靠电子技术的无线电测向原理。

无线电测向接收机的电路程式和外形结构等种类繁多，但不论在任何频段上工作或任何型式的测向机，它的组成都可以大致分为测向天线、收信机和指示器三部分。

测向天线可以将在空间传播的电磁波能转化为高频电能输送到接收机，利用磁性天线与环形天线的方向性可以确定无线电台的方向。

测向接收机主要由放大器、检波器、变频器等部分组成。

该部分可对测向天线送来的感应电势进行放大、解调等各种处理，使天线信号变成指示器所需要的信号，用以判断电台方向。

关键词：无线电测向；接收机；天线方向性AbstractThe wireless measure is a process of judging the position of the shoot machine by making use of the wireless measure machine, according to the characteristic of the spread of the electric wave in the air---the straight line dissemination. The navigation system of the voyage, aviation, all depends on this principle.The wireless measure receiver has various electric circuit programs and the shape structure. However, no matter which pattern it works in and no matter which kind of machine it is, usually it consists of direction-measure antenna，receiver machine and indicator. The direction-measure antenna can transfer the electric magnetic wave which spreads in the space into the electric power of high frequency, and transport to the receiver. It makes use of the magnetism antenna and the wreath form antenna directive and can make sure the direction of the radio station. Mainly the direction-measure is composed of enlarger, detector, and frequency-change machine. This part can enlarge and adjust the electricity from the direction-measure antenna, making the antenna signal become the signal that the indicatorneeds, judging the direction of the broadcasting stationKeywords: The wireless direction-measure, Receive , the directive ness of the antenna目录1 引言 (1)2 概述 (2)2.1无线电基础知识 (2)2.1.1 无线电波的概念 (2)2.1.2 无线电电波的划分及用途 (3)2.1.3 电波主要传播方式 (3)2.1.4 无线电波传输媒质对传输的影响 (5)2.2无线电测向的应用 (6)2.3短波测向的特点 (7)3 测向接收机的工作原理 (10)3.1概述 (10)3.2外差式接收机方框图 (10)3.2.1 直接检波式和高频放大式接收机 (10)3.2.2 超外差接收机 (11)3.3接收机主要性能指标 (12)4 测向机的设计 (16)4.1天线电路 (16)4.1.1 天线的作用 (16)4.1.2 天线的分类 (16)4.1.3 天线的工作原理[2]... (17)4.1.4 天线的特性 (17)4.1.5 长线传输线 (19)4.1.6 终端开路的传输线 (20)4.1.7 终端短路的传输线 (21)4.2高频放大器 (21)4.3变频器 (24)4.4中频放大 (28)4.5检波器 (29)4.5.1 检波器的作用 (29)4.5.2 检波器的组成与常用检波器 (30)4.5.3 对检波器的主要要求 (30)4.6低频放大器 (31)4.780米测向机整机介绍 (32)5测向机的调试 (36)结论 (37)致谢 (38)参考文献 (39)附录A 英文原文 (40)附录B 中文翻译 (47)1 引言无线电事业的飞速发展，给我们的生活提供了极大的便利，但同时，电磁破坏也就变得更加复杂，无线电干扰的情况也时有发生。

1920年11月2日，由美国匹兹堡西屋电气公司开办的商业广播电台开始播音，呼号为KDKA。

它被认为世界上第一座广播电台。

广播的优势：受众多、覆盖面广，伴随性收听，移动性收听；声情并茂，引发联想；参与性强，及时反馈；技术简便，成本低廉；广告便宜，相对回报比较实惠。

广播的局限性：转瞬即逝，不易保存；容易产生歧义；线性传播的制约性电视传播特点：现场转播的“共时空效应”；视听兼备多元信息符号；时效性强；家庭式收视；电视媒介传播的明星效应；显著的广告效应。

电视传播的局限：转瞬即逝，不易保存；线性传播，选性差；不良电视节目给社会的负面影响更为直接。

电视之父：英国人白尔德世界上第一座电视台：1936年11月2日，英国伦敦市郊的亚历山大宫开办了世界上第一座正规电视台。

调幅波与调频波的区别：①调幅波抗干扰性能差；调频波抗干扰强，音质逼真②调幅波声音保真度较差;调频波声音保真度较高③调幅波除直线传播外，还能通过地面绕射，电离层反射，所以传播距离远，可达数千公里以上，但容易造成电台互相串音或差拍啸叫。

而调频波是直线传播，传播距离较近，一般只达一两百公里，需用微波中继传送才能达到远方。

（卫星传播当然就更远了）无线电波传播的特点：无线电波的传播因波长的不同而采用不同的方式；无线电波在电离层中反射的情况还与电波本身的频率有关；无线电波的传播与电离层中的带电粒子——电子和离子的密度有关。

.广播电视传播的制度：国营制度型；公共制度型；商业制度型。

.电视传播的制式：NTSC 制、塞康制（SECAM）、帕尔制（PAL）。

中国PAL制（帕尔）俄罗斯SECAM制（赛康）美国NTSC 美国四大广播电视网：NBC、CBS、ABC、CNN科学技术对广播电视事业发展起先导作用；广播电视事业需要先进的管理;生产力中人的发展推动广播电视事业的发展;生产力发展水平决定广播电视事业的运行环境。

广义的文化是人类一切生活方式的总和，包括物质文化和精神文化，有时也特指精神文化，及所有的价值结构，规范结构，信仰结构等。

绪论单元测试1.天线是一种开放式辐射系统，传输线是一种闭合式传输系统A:对B:错答案:A第一章测试1.设均匀双线的导线半径为，双线轴线间的距离为，则均匀双线的特性阻抗为：A:B:C:D:答案:D2.半波振子天线的方向图:A:在E面和H面都是8字形B:在H面为8字形，在E面为圆形C:在E面为8字形，在H面为圆形D:在E面和H面都是圆形答案:C3.设某天线输入功率为，增益为，辐射功率为，方向系数为，则距离天线距离为的测试点出最大电场强度为A:B:C:D:答案:AB4.某天线的增益系数为20dB，工作频率为0.6GHz，则有效接收面积为（）m2。

A:1.99B:1.97C:1.98D:2.00答案:A5.电基本振子的零功率波瓣宽度2θ0为（）A:45°B:360°C:90°D:180°答案:D第二章测试1.天线与馈线之间连接时要考虑：A:平衡输出B:交叉馈电C:阻抗匹配D:平衡馈电答案:CD2.提高直立天线效率的关键在于A:提高辐射电阻B:降低辐射电阻C:降低损耗电阻D:提高损耗电阻答案:AC3.短波鞭状天线一般具有很高的效率。

A:对B:错答案:B4.驻波天线，也称为谐振天线，天线上以驻波能量存在，其输入阻抗具有明显的谐振特性，天线工作频带较窄。

A:错B:对答案:B5.半波对称振子的方向系数D是（）A:1.67B:1.65C:1.64D:1.66答案:C第三章测试1.与驻波天线相比，行波天线具有以下优点A:较高的效率B:较好的单向辐射特性C:较高的增益D:较宽的工作带宽答案:BCD2.以下天线中行波天线有A:菱形天线B:引向天线C:螺旋天线答案:AC3.螺旋天线是一种最常用的线极化天线。

A:对B:错答案:B4.为了提高菱形天线的增益，可采用回授式菱形天线结构。

A:错B:对答案:A5.行波天线，天线上以行波能量存在，其输入阻抗基本不受频率变化影响，天线工作频带较宽。

第一章名词解释1、无线体域网：无线局域网是由依附于身体旳多种传感器构成旳网络。

2、无线穿戴网：是指基于短距离无线通信技术与可穿戴式计算机技术、穿戴在人体上、具有智能搜集人体和周围环境信息旳一种新型个域网。

3、TCP/IP:P12,即传播控制协议/因特网互联协议，又名网络通讯协议，是Internet最基本旳协议、Internet国际互联网络旳基础，由网络层旳IP协议和传播层旳TCP协议构成。

4、OSI RM:即开放系统互连参照模型。

第一章简答1、简述计算机网络发展旳过程。

答：计算机网络发展过程可分为四个阶段。

第一阶段：诞生阶段；第二阶段：形成阶段；第三阶段：互联互通阶段；第四阶段：高速网络技术阶段。

（假如想加详细事例查p1-2）2、无线网络从覆盖范围可以提成哪些类？请合适举例阐明。

答：无线网络从覆盖范围可分为如下三类。

第一类：系统内部互连/无线个域网，例如：蓝牙技术，红外无线传播技术；第二类：无线局域网，例如：基本服务区BSA，移动Ad Hoc网络；第三类：无线城域网/广域网，例如：蜂窝系统等。

3、从应用旳角度看，无线网络有哪些？规定举例阐明。

答：从无线网络旳应用角度看，可以划分出：①无线传感器网络，例如能实时监测、感知和采集多种环境或监测对象旳信息并通过无线方式发送到顾客终端；②无线Mesh网络，例如Internet中发送E-mail；③无线穿戴网络，例如能穿戴在人体上并能智能搜集人体和周围环境信息；④无线体域网，例如远程健康监护中有效地搜集信息。

4、目前主流旳无线网络种类有哪些？答：P5（不确定）WLAN,GPRS,CDMA ，wifi5、什么是协议？请举例阐明。

答：P9第一段第三句；协议是指通信双方有关怎样进行通信旳一种约定。

举例：精确地说，它是在同等层之间旳实体通信时，有关通信规则和约定旳集合就是该层协议，例如物理层协议、传播层协议、应用层协议。

6、与网络有关旳原则化有哪些？答：重要有：国际电信原则，国际ISO原则，Internet原则1.美国国际原则化协会（ANSI）2.电气电子工程师协会(IEEE)3.国际通信联盟（ITU）4.国际原则化组织（ISO）5.Ineter协会(ISOC)和有关旳Internt工程任务组（IETF）6.电子工业联合会(EIA)和有关旳通信工业联合会（TIA）7、无线网络旳协议模型有哪些特点？答：（p13）无线网络旳协议模型显然也是基于分层体系构造旳，不过对于不一样类型旳无线网络说重点关注旳协议层次是不一样样旳。

天线与电波传播天线部分：引言天线是一种用来发射或接收电磁波的器件，是任何无线电系统中的基本组成部分。

换句话说，发射天线将传输线中的导行电磁波转换为“自由空间”波，接收天线则与此相反。

于是信息可以在不同地点之间不通过任何连接设备传输，可用来传输信息的电磁波频率构成了电磁波谱。

人类最大的自然资源之一就是电磁波谱，而天线在利用这种资源的过程中发挥了重要的作用。

第一讲：传输线基础知识在通信系统中，传输线(馈线)是连接发射机与发射天线或接收机与接收天线的器件。

为了更好的了解天线的性能与参数，首先简单介绍有关传输线的基础知识。

传输线根据频率的使用范围区分有两种类型：1、低频传输线；2、微波传输线。

这里重点介绍微波传输线中无耗传输线的基础知识，主要包括反映传输线任一点特性的参量：反射系数Γ、阻抗Z 和驻波比ρ。

一、反射系数Γ这里定义传输线上任一点处的电压反射系数为()()''''''''2()()()00j z j z j zl U z z U z U z e Uzee βββ-+--+-Γ=====Γ (1)由上式可以看出，反射系数的模是无耗传输线系统的不变量，即 ()'l z Γ=Γ (2) 此外，反射系数呈周期性，即()()''/2g z m z λΓ+=Γ (3) 二、阻抗Z这里定义传输线上任一点处的阻抗为 ()()()'''U z Z z I z =(4)经过一系列的推导，得出阻抗的最终表达式()''00'0tan tan l l Z jZ z Z z Z Z jZ zββ+=+ (5) 三、驻波比ρ(VSWR)这里定义传输线上任一点处的驻波比为 ()()'max 'minU z U zρ=(6)经过一系列的推导，得出阻抗的最终表达式 11l lρ+Γ=-Γ (7)此外，这里还给出反射系数与阻抗的关系表达式()()()()()()''''''011z Z z Z z Z z Z z Z z Z +Γ=-Γ-Γ=+ (8)这里还简单介绍一下传输线理论所要用到的一些基本参数，例如特性阻抗0Z 以与相位常数β，具体表达式如下： 02,L Z LC C πβωλ===(9) 此外，不同的系统有不同的特性阻抗0Z ，为了统一和便于研究，常常提出归一化的概念，即阻抗()'0Z z Z 称为归一化阻抗()()''Z z Z z Z =(10)第二讲：基本振子的辐射一、电基本振子的辐射电基本振子(Electric short Dipole)又称电流元，无穷小振子或赫兹电偶极子， 它是指一段理想的高频电流直导线，其长度l 远小于波长λ，其半径a 远小于l ，同时振子沿线的电流I 处处等幅同相。

电磁波的传播方式
（1）地波（地表面波）传播。

沿大地与空气的分界面传播的电波叫地表面波，简称地波。

其传播途径主要取决于地面的电特性。

地波在传播过程中，由于能量逐渐被大地吸收，很快减弱（波长越短，减弱越快），因而传播距离不远。

但地波不受气候影响，可靠性高。

超长波、长波、中波无线电信号，都是利用地波传播的。

短波近距离通信也利用地波传播。

（2）直射波传播。

直射波又称为空间波，是由发射点从空间直线传播到接收点的无线电波。

直射波传播距离一般限于视距范围。

在传播过程中，它的强度衰减较慢，超短波和微波通信就是利用直射波传播的。

（3）天波传播。

天波是由天线向高空辐射的电磁波遇到大气电离层折射后返回地面的无线电波。

电离层只对短波波段的电磁波产生反射作用，因此天波传播主要用于短波远距离通信。

（4）散射传播。

1
散射传播是由天线辐射出去的电磁波投射到低空大气层或电离层中不均匀介质时产生散射，其中一部分到达接收点。

散射传播距离远，但是效率低，不易操作，使用并不广泛。

2。

“天线与电波传播”课程教学改革思考与探索作者：吴华宁谢慧赵林潘丽冯慧婷来源：《中国新通信》2023年第21期摘要：“天線与电波传播”课程是电子信息类专业的一门基础课程，该课程具有较强的实践性和综合性，在通信、雷达等专业人才培养中发挥着非常重要的作用。

同时，该课程理论性强、概念多且非常抽象，被认为是一门“学生难学、老师难教”的课程。

基于此，本文对该课程的教学现状进行分析，并从教学内容、教学形式和考核方式三个方面进行改革和探索，致力于激发学生的学习动力，并增强教学效果。

关键词：天线；电波传播；教学改革一、引言天线是任何无线电子系统的重要组成部分，在整个系统中起到了能量转换的作用。

“天线与电波传播”课程是普通高等学校电子信息类专业的一门非常重要的专业基础课，也是通信、雷达、电子对抗等专业的必修课。

该课程以“高等数学”“场论”“电磁场与电磁波”等课程为先导，为“雷达原理”等专业背景课夯实理论基础，在高校人才培养体系中起着承上启下的作用。

课程内容主要分为两大部分，第一部分为天线的基本原理和各种典型天线的结构特点、辐射特性及应用；第二部分为电波传播，主要讲授不同传播方式的特点。

该课程理论性强，并且涉及大量公式、物理概念抽象，因此对学生的数学和物理功底要求较高，被普遍认为是一门“学生难学，老师难教”的课程。

如何让学生较好地学习并掌握本门课程的相关知识，教师作为整个知识传授过程中的引导者和课程的组织实施者，起着非常关键的作用。

通过近几年的“天线与电波传播”课程的教学实践，笔者认真思考并总结了在教学过程中出现的问题，并基于学生的学情和课程情况，积极探索课程教学方式方法的改革，以激发学生的学习热情，提高课程的教学质量和效果。

二、“天线与电波传播”课程教学存在的问题（一）教学内容与教学学时数的矛盾突出随着国家高等本科教学的改革和学科专业的优化调整，本科院校学生所学的课程总量普遍增加。

在总学时不变的情况下，大部分课程的学时数都进行了一定的压缩。

短波各种天线传播特点
短波天线传播的特点主要包括天波传播、地波传播和地表波传播。

1. 天波传播：天波是指信号从天线发出后，经过大气电离层的反射返回地面，又由地面反射回电离层，如此多次反射到达目的地。

天波的传播距离可近可远，这取决于天线仰角及电离层状况。

利用低仰角天线可实现远距离通信，利用高仰角天线可实现近距离通信。

天波的优点在于其依靠电离层的一次或多次反射实现远距离传输，使得相对地波而言，天波成为了短波通信的主流传播途径。

然而，天波也存在一定的缺点，首先是不稳定，其次由于电离层的不均匀性、分层性以及随机性，使得其在传播过程中会存在多径效应、时间延迟、电离层衰落和大气噪声等现象。

2. 地波传播：地波在行进过程中由于地面的吸收而逐渐减弱。

地波的传播距离由地表的导电率和工作频率决定，导电率越弱，频率越高，地表波被吸收的越多。

地波的优点在于其传播稳定，但由于衰减很快，传播距离有限。

鞭状天线通信时，地波最远可传播20\~30公里。

地波的距离与发射机的功率、地表特性相关，功率越大，地表越湿润，地波距离越远。

典型数据为100W发射时，北方干燥地区约为10公里，南方约20公里。

3. 地表波传播：地表波依靠地面进行反射到达接收端。

在地表波的传播过程中，由于地面的吸收而逐渐减弱。

地表波的传播距离由地表的导电率和工作频率决定，导电率越弱，频率越高，地表波被吸收的越多。

现代通信原理与技术第三版课后思考题答案第一章1.1 以无线广播和电视为例，说明图 1-1 模型中的信息源，受信者及信道包含的具体内容是什么在无线电广播中，信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号，收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音；在电视系统中，信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。

收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像；二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波1.2 何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。

他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的。

1.3 何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统；优缺点： 1.抗干扰能力强；2.传输差错可以控制；3.便于加密处理，信息传输的安全性和保密性越来越重要，数字通信的加密处理比模拟通信容易的多，以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密，解密处理；4.便于存储、处理和交换；数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储，处理和交换，可使通信网的管理，维护实现自动化，智能化；5. 设备便于集成化、微机化。

数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。

设备中大部分电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小，功耗低；6. 便于构成综合数字网和综合业务数字网。

采用数字传输方式，可以通过程控数字交换设备进行数字交换，以实现传输和交换的综合。

另外，电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网；缺点：占用信道频带较宽。

一路模拟电话的频带为 4KHZ 带宽，一路数字电话约占64KHZ。

1.4 数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么数字通行系统的模型见图1-4 所示。

第一章1.天线的定义：用来辐射和接收无线电波的装置2.天线的作用：3.天线基本辐射单元：电基本振子、磁基本振子、惠更斯元4.电基本振子又称电流元，其辐射场是球面波（等相位面的形状），辐射的是线极化波，传输的波的模式是横电磁波（TEM 波，沿传播方向电场、磁场分量为0）5.媒质波阻抗η自由空间（120ηπ=Ω）电基本振子E H θηϕ=磁基本振子E H ϕθη=-6.磁基本振子又称磁流元、磁偶极子7.电基本振子归一化方向函数(,)sin F θϕθ=理想电源归一化方向函数(,)1F θϕ=8.方向图：E 面H 面9.电基本振子E 面方向函数()sin E F θθ=，H 面()1H F ϕ=磁基本振子E 面方向函数()1E F θ=，H 面()sin H F ϕϕ=10.方向系数：在同一距离及相同辐射功率条件下，某天线在最大辐射方向上的辐射功率密度（场强的平方）和无方向性天线（点源）的辐射功率密度（场强的平方）之比11.电基本振子D=1.5半波振子D=1.6412.增益系数：在同一距离及相同输入功率条件下，某天线在最大辐射方向上的辐射功率密度（场强的平方）和无方向性天线（点源）的辐射功率密度（场强的平方）之比13.天线效率：物理意义（表述了天线能量转换的有效程度）14.A G Dη=15.天线极化可分为：线极化、圆极化、椭圆极化16.有效长度17.输入阻抗18.频带宽度19.有效接收面积是衡量接收天线接收无线电波能力的重要指标。

20.对称振子中间馈电，极化方式为线极化，辐射场为球面波。

计算输入阻抗采用“等值传输线法”，最终等效成具有一平均特性阻抗的有耗传输线。

对称振子天线振子越粗，平均特性阻抗越小。

21.末端效应：由于对称振子末端具有较大的端面电容，末端电流实际不为零。

22.采用天线阵是为了加强天线的定向辐射能力。

23.方向图乘积定理P2624.水平线天线镜像一定时负镜像；垂直对称线天线正镜像垂直驻波单导线半波正垂直驻波单导线全波负25.无限大理想导电反射面对天线电性能的影响主要有两个方面：对方向性的影响；对阻抗特性的影响26.沿导电平面方向，正镜像始终是最大辐射，负镜像始终是零辐射。

第4章信道思考题4-1 无线信道有哪些种？答：（1）无线信道根据通讯距离、频率和位置的不同，分为：①地波传播，频率较低的电磁波趋于沿弯曲的地球表面传播，有一定的绕射能力。

②天波传播，频率较高的电磁波能够通过电离层的反射进行传播。

③视距传播，频率很高的电磁波因为穿透电离层而不能反射传播，而且没有绕射能力，只能类似于光波的传播。

（2）无线信道根据传播方式分为：①反射传播，反射传播即电磁波通过电离层的反射来传播信号的一种方式。

②散射传播，由于传播媒体的不均匀性，使电磁波产生向许多方向的折射，从而实现散射传播，散射传播具有很强的方向性。

4-2 地波传播距离能达到多远？它适用在什么频段？答：（1）地波传播在数百米到数千千米。

（2）它适用于低频和甚低频段，频率大约为2MHz以下。

4-3 天波传播距离能达到多远？它适用在什么频段？答：（1）天波传播能达到一万千米以上。

（2）它适用于中高频，频段为2MHz～30MHz。

4-4 视距传播距离和天线高度有什么关系？答：视距传播距离和天线高度的关系：天线高度越高，视距传播的距离越远，其具体关系为，其中h为天线高度，单位为米，D为视距传播距离，单位为千米。

4-5 散射传播有哪些种？各适用在什么频段？答：（1）散射传播分为：①电离层散射；②对流散射；③流星余迹散射。

（2）三种散射传播分别适用于以下频段：①电离层散射发生在30MHz～60MHz；②对流层散射发生在100MHz～4000MH；。

③流星余迹散射发生在30MHz～100MHz。

4-6 何谓多径效应？答：通信过程中，信号经过几条路径到达接收端，而且每条路径的长度（时延）和衰减都随时间而变，即存在多径传播现象。

多径传播对信号的影响称为多径效应。

4-7 什么是快衰落？什么是慢衰落？答：（1）多径传播使信号包络产生的起伏虽然比信号的周期缓慢，但是仍然可能是在秒或秒以下的数量级，衰落的周期常能和数字信号的一个码元周期相比较，故通常将由多径效应引起的衰落称为快衰落。

无线信道无线信道中信号的传输是利用电磁波在空间的传播来实现。

1．电磁波的传播分类分类标准：根据通信距离、频率和位置的不同分类。

（1）地波传播①定义地波传播是频率较低（约2MHz以下）的电磁波趋于沿弯曲的地球表面传播，有一定的绕射能力的传播方式。

②传播图图4-1 地波传播③传播距离在低频和甚低频段，地波能够传播超过数百千米或数千千米。

（2）天波传播①定义天波传播是频率较高（2MHz～30MHz）的电磁波利用电离层反射的传播方式。

②传播图图4-2 天波传播③传播距离电磁波经电离层的多次反射，传播距离可达10000km以上。

（3）视线传播①定义视线传播是频率高于30MHz的电磁波类似光波传播，不具有绕射能力的传播方式。

②传播图图4-3 视线传播③收发天线距离计算设收发天线的高度均为h，则式中，D为收发天线间距离（km）。

④局限视线传播的传播距离有限。

⑤解决方案a．无线电中继通信：经过多次转发，实现远程通信。

b．卫星通信：提高天线高度，视线传输距离变大。

（4）散射传播①定义散射传播是利用大气层中传播媒介的不均匀性对无线电波的散射作用进行的超短波，微波超视距传播的一种传播方式。

②分类a．电离层散射由于电离层的不均匀性，使30MHz～60MHz频段入射的电磁波产生散射现象。

b．对流层散射由于对流层中的大气不均匀性，使100MHz～4000MHz频段入射的电磁波产生散射现象。

c．流星余迹散射定义：由于流星经过大气层时产生的很强的电离余迹，使30MHz～100MHz频段入射的电磁波产生散射现象。

应用：只用于低速存储、高速突发的断续方式传输数据。

③特点a．利用传播媒体的不均匀性；b．散射信号的能量分散于许多方向；c．接收点散射信号的强度小。

2．电磁波的接收功率式中，P T为发射功率；G T为发射天线增益；G R为接收天线增益；d为传播距离；λ为电磁波的波长（m）。

3．电磁波的传播损耗（1）定义传播损耗是发射机输出功率与接收机输入功率之比。

短波天波传播浅谈【摘要】短波利用天波传播时，由于电离层的吸收随着频率的升高而减小，故能以较小的功率借助电离层反射完成远距离传播。

可以传播到几百到一二万千米的距离，甚至环球传播。

而电波比较深入的进入电离层时，受电离层的影响较大，信号不稳定。

即使工作频率选择的正确，有时也难以正常工作。

下面简单介绍短波天波传播工作频率的选择及影响短波天波传播正常工作的几个问题。

【关键词】短波天波传播;工作频率选择;短波天波传播的几个主要问题1．短波天波传播工作频率的选择工作频率的选择是影响短波通信质量的关键性问题之一。

若选用频率太高，虽然电离层的吸收小，但电波容易传出电离层，若选用频率太低，虽然能被电离层反射，但电波将受到电离层的强烈吸收。

一般来说，选择工作频率应考虑以下原则：(1)不能高于最高可用频率Fmuf , Fmuf是指当工作距离一定时，能被电离层反射回来的最高频率。

(2)不能低于最低可用频率Fluf,Fluf。

在短波天波传播中。

频率越低，电离层吸收越大，接收点信号电平越低。

由于在短波波段的噪声是以外部噪声为主，而外部噪声——人为噪声.天线噪声等的噪声电平却随着频率的降低而增强，结果使信噪比变坏。

(3)一日之内适时改变工作频率。

由于电离层的电子密度随时变化，相应地，最佳工作频率也随时间变化，但电台的工作频率不可能随时变化，所以实际工作中通常选用两个或三个频率为该电路的工作频率，选用白天适用的频率称为“日频”，夜间适用的频率称为“夜频”。

2.短波天波传播的几个主要问题2.1衰落现象严重衰落现象是指接受点信号振幅忽大忽小，无次序不规则的变化现象。

衰落时，信号强度有几十倍到几百倍的变化。

通常衰落分为快衰落和慢衰落两种。

慢衰落的周期从几分钟到几小时甚至更长，是一种吸收型衰落。

主要由电离层电子密度及高度变化造成电离层吸收的变化而引起的。

克服慢衰落的有效措施之一是在接收机中采用自动增益控制。

快衰落的周期在十分之几秒到几秒之间，是一种干涉型衰落，产生的原因是发射天线辐射的电波是由几条不同路径到达接收点的（即多径效应），由于电离层状态的随机变化，天波射线路径随之改变。

天线及电波传播宋铮习题答案第⼀章习题参考答案（仅供参考）1.解：电基本振⼦放置于Z轴上，其空间坐标如右图所⽰。

（1）辐射场的传播⽅向为径向；电场⽅向为；磁场⽅向为；（注：这⾥表⽰的是电基本振⼦的远区辐射场）（2）电基本振⼦辐射的是线极化波。

（3）过M点的等相位⾯是⼀个球⾯，所以远区辐射场是球⾯波；⼜因为与成正⽐，则球⾯波⼜是⾮均匀的。

（4）M点的电场与磁场之间有如下关系：（5）从电基本振⼦的远区辐射场表达式可见：与电流⼤⼩、空间距离及电长度以及⼦午⾓有关。

（6）从电基本振⼦辐射场的表达式可知：当时，电场有最⼩值；当时，电场有最⼤值；磁场⽆⽅向性。

（注：也可以⽤电磁场的⽅向图来说明。

）（7）电基本振⼦的E⾯和H⾯的⽅向图如下图所⽰。

5、解：（1）电基本振⼦的归⼀化⽅向函数为：因为是指主瓣最⼤值两边两个零辐射⽅向之间的夹⾓。

由此可知：→?取，则。

因为是指主瓣最⼤值两边场强等于最⼤值0.707的两个辐射⽅向之间的夹⾓。

由此可知：→?取，则。

（2）磁基本振⼦的E⾯图为电基本振⼦的H⾯图，H⾯图为电基本振⼦的E⾯图。

所以，其和的计算过程于电基本振⼦的类似，从略。

8、解：本题考察对半功率点波瓣宽度的理解。

因为，所以；从图上可以看出点是半功率点，其场强⼤⼩为：，其中为的场强。

由于场强与成正⽐，则的场强是点场强的，即。

故有。

10、解：已知天线1的，；天线2的，。

（1）由可得：（2）由可得：（3）由可得：→??→?? ????→??14、解：接收天线的有效接收⾯积为将，代⼊，则可得。

29、解：如图所⽰，这是⼀个4元均匀直线阵，,,,d=0.25λ。

在通⽤直线阵阵因⼦图形中取下本题对应的图形如下：（1）先求E⾯(yoz)⽅向图,,因为相邻阵元之间的相位差为式中为射线与z轴夹⾓。

阵因⼦为：元因⼦为:则E⾯的⽅向函数为：则E⾯的⽅向图为：（2）再求H(xoy)⾯⽅向图,因为相邻阵元之间的相位差仍为式中为射线与x轴夹⾓。