无线电波传播基础理论

第一章绪论1.掌握正常的和反常的两种类型传播模式的基本概念；正常的传播机制总是存在，如图1.1所示：反常的传播机制偶然存在，如图1.2所示：2.掌握超短波和微波的主要传播效应。

1、晴空条件下的视距传播——在晴朗天气的情况下，当传播路径两端点之间没有障碍阻挡或者障碍阻挡可以忽略时，超短波和微波按照视距传播。

【视距传播不仅仅是自由空间的传播（即空间扩散损耗）；还要计及大气气体对无线电波的吸收损耗（水汽和氧气对电波的吸收损耗）。

晴空大气中，还存在许多其他复杂的重要的视距传播现象（晴空大气中的层结以及湍流不均匀体对无线电波的反射、折射、多径传播、散射、散焦和聚焦效应等等）。

）】2、绕射传播——当传播路径两端点之间的传播余隙小于第一费涅尔半径时，即波传播的空间受到地面地物某种程度的阻挡时，就会产生绕射损耗。

【对于非视距和超视距传播的情况，绕射损耗可以是很严重的。

绕射损耗的大小与频率、余隙、障碍的位置和形状等因素有关。

为了计算因地面地物障碍阻挡引起的对无线电波的绕射损耗，首先必须制作准确的电路地形剖面图，定义和计算相关的几何参数。

在出现负折射的情况下，绕射损耗尤其严重；在超折射条件下绕射损耗则变小。

所以，当气象条件不稳定时，容易出现绕射衰落。

】3、地形、地物的散射和反射4、雨、水凝体和沙尘对电波的散射和衰减5、多径传播和聚焦效应：【多径传播——大气层结的反射和折射以及地面地物的反射和散射使得在接收点所接收到的信号是多条射线合成的总效果。

这些多径射线具有各自不同的相位和幅度，所以多径射线的合成是向量的合成。

并且由于各条射线幅度和相位的随机变化，最终产生所谓的多径衰落现象，这是对无线电通信的质量水平具有非常重要的影响。

聚焦效应——当射线在对流层中传播时，由于大气折射指数的不均匀性会产生聚焦和散焦效应。

聚焦会使信号大大增强，相反散焦会使信号减弱。

聚焦、散焦何时出现和强度如何均与气象条件有关，而气象变化也是随机的。

电波的传输原理电波是一种无线电波，是由电磁感应产生的。

电波的形成和传输是基于电场和磁场的规律。

电场是由带电物体产生的一种力场，它可用电场强度来描述。

当带电物体发生振动或受到变化电场时，电场强度也会随之变化。

这种变化在空间中扩散形成电磁波，也就是电波。

电波的产生是由带电物体的振动或变化电场引起的，有规律的电流变化会形成有规律的电场变化。

磁场是由带电物体运动时所产生的力场，它可用磁感应强度来描述。

当电场有变化时，磁场也会有变化。

根据法拉第电磁感应定律，变化的磁场会产生电场，进而产生电流。

这种由电场和磁场相互作用产生的变化称为“电磁感应”。

电磁感应现象是电波产生的基础，它使电波传播过程中的信息得以传递。

当变化电场和磁场相互作用时，就能产生电波。

电波的传播速度等于电磁场强度的传播速度，也就是光速。

电波的传播可以通过波动理论来解释。

根据波动理论，电波是以波动的形式传播的，它具有波长、频率和振幅等特征。

振幅决定了电波的强弱，频率决定了电波的音调或颜色。

比如，低频电波用于长波广播，高频电波用于卫星通信。

电波在传播过程中会受到干扰和衰减。

干扰是由其他电波或物质对电波传播的影响，如果多个电波频率不同，可以通过调谐来解决干扰问题。

衰减是电波在传输过程中逐渐减弱的现象，它会导致电波信号的质量下降。

电波的衰减与距离、信号频率、传播环境等因素有关。

电波的传输有多种方式，其中最常见的是通过天线传输。

天线是一种特殊的装置，它能够将电波转换成电信号，或将电信号转换成电波。

在发送端，电信号经过调制后被转换成电波，然后通过天线发射出去。

在接收端，天线接收到电波后将其转换成电信号，经过解调后得到原始信息。

总之，电波的传输原理是基于电场和磁场相互作用的电磁感应现象。

电波以波动的形式传播，其中的信息通过电场和磁场变化来传递。

电波的传输方式多样，其中最常见的是通过天线进行传输。

电波的产生和传输是现代通信技术中不可或缺的基础。

无线电物理无线电物理是研究无线电波在空气和其他介质中传播、反射、折射、散射以及与物体作用的物理学科。

它是无线电通信和雷达技术的理论基础，也是现代电子技术和信息技术发展的重要支撑。

一、无线电波基础知识无线电波是指一种由电磁场和磁场相互作用形成的波动现象。

无线电波的传播速度与光速相同，是一种横波。

无线电波可以分为低频、中频、高频、甚高频、超高频、极高频、次毫米波、毫米波、亚毫米波和太赫兹波等多个频段。

二、电磁波的干涉当两个或多个电磁波相遇时，它们会互相影响，产生干涉现象。

干涉现象又可分为同相干涉和异相干涉。

同相干涉是指两个波峰或两个波谷相遇，相互加强，得到更大的振幅；异相干涉则是指波峰和波谷相遇，相互抵消，得到更小的振幅。

三、电磁波的反射和折射当电磁波从一种介质进入另一种介质时，会发生反射和折射现象。

反射是指电磁波遇到各种物体表面时被反射回来，其反射方向与入射方向相同。

折射则是指电磁波进入另一种介质后改变传播方向的现象。

折射角度由入射角度和两种介质的折射率决定。

四、电磁波的散射当电磁波遇到介质中的粒子或不均匀介质时，会发生散射现象。

散射使电磁波的传播方向发生随机变化，使得电磁波在空气中产生了降噪作用。

五、电磁波的吸收当电磁波遇到介质时，一部分能量会被介质吸收，而另一部分则被反射、折射或散射。

电磁波吸收取决于介质的性质和电磁波的频度、波长和极化方向等。

六、电磁波与物体的相互作用当电磁波遇到物体时，会产生多种相互作用。

如果物体大小与电磁波波长相当，则会引起射频场感应；如果物体尺寸大于波长，则会产生多种衍射现象。

此外，物体表面的电磁波反射和散射是无线电测距、雷达等应用中的基本原理。

七、无线电通信和雷达技术无线电通信和雷达技术是利用电磁波进行通信和探测的技术。

无线电通信以无线电波为信号，利用调制技术将人类声音、图像、数据等信息转化为电磁波信号，通过空气传输，再由接收机将电磁波信号转化为原始信息；雷达则利用电磁波与物体相互作用的原理，通过发射与接收电磁波信号，从反射回来的信号中获取目标物体的位置、速度和形状等信息。

无线传播原理无线传播技术是指通过无线电波或其他电磁波进行信息传输的技术。

在现代社会中，无线传播技术已经广泛应用于移动通信、卫星通信、无线局域网、无线传感器网络等领域。

无线传播原理是指无线电波在空间中传播的规律和特性，了解无线传播原理对于设计和优化无线通信系统至关重要。

首先，我们来了解一下无线传播的基本原理。

无线传播是指无线电波在空间中传播的过程，其传播路径可以是直射传播、反射传播、绕射传播和散射传播。

直射传播是指无线电波直接从发射天线到达接收天线，反射传播是指无线电波被地面、建筑物等物体反射后到达接收天线，绕射传播是指无线电波在物体的边缘发生绕射现象到达接收天线，散射传播是指无线电波在传播过程中被物体散射后到达接收天线。

这些传播路径的存在会导致无线信号的多径传播、多普勒效应等现象，对于无线通信系统的设计和优化具有重要影响。

其次，我们需要了解无线传播的衰减特性。

无线电波在传播过程中会受到自由空间传播损耗、多径衰减、大气衰减等影响，导致信号强度衰减。

自由空间传播损耗是指无线电波在自由空间中传播时由于能量扩散而引起的信号强度衰减，其衰减程度与传播距离的平方成反比。

多径衰减是指由于多条传播路径引起的信号相位叠加和干涉效应导致的信号强度衰减，其衰减程度与多径间的时间延迟和相位差有关。

大气衰减是指由于大气介质对无线电波的吸收、散射和折射等效应引起的信号强度衰减，其衰减程度与传播频率、大气湿度等因素有关。

了解无线传播的衰减特性对于合理规划无线通信系统的覆盖范围和容量具有重要意义。

最后，我们需要了解无线传播的信道特性。

无线信道是指无线电波在传播过程中所经历的传播媒介，其特性受到多种因素的影响，如多径传播、多普勒效应、信号衰减等。

了解无线信道的特性对于设计合适的调制解调方案、信道编解码方案具有重要意义。

此外，无线信道还存在时变性、时频选择性衰落等特性，这对于无线通信系统的抗干扰能力和传输性能提出了挑战。

总之，无线传播原理是无线通信领域的基础理论，了解无线传播原理对于设计和优化无线通信系统至关重要。