移动环境下电波传播的几种效应

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。

第一部分概述1.了解移动通信的发展情况古代移动通信-萌芽阶段-开拓阶段-商业阶段-蜂窝思想-第一代移动通信系统-数字化-第二代移动通信系统-宽带、多媒体-第三代移动通信系统-广带IP多媒体-第四代移动通信系统（1897年，马可尼完成莫尔斯电码无线通信实验，标志无线电通信的开始，开创了海上通信业）（1928年，美国底特律警察局率先使用装备贝茨发明的能适应移动车辆震动影响的无线电收发信机——超外差AM接收机的警用车辆无线电移动系统（单向），标志移动通信开始）（1935年，阿姆斯特朗发明了FM方式无线电，是移动通信中的第一个大分水岭）（早在40年代末，美国Bell实验室提出蜂窝构想；1974年正式提出了蜂窝移动通信的概念。

）2.了解通信系统的分类按工作方式分类---单工双工(TDD,FDD) 半双工按信号形式分类---模拟网和数字网按覆盖范围分类---城域网,局域网和个域网按服务特性分类---专用网,公用网按多址方式分类---FDMA,TDMA,CDMA,SDMA 按使用对象分类---民用系统、军用系统按业务类型分类---电话网、数据网、综合业务网、多媒体按使用环境分类---陆地通信、海上通信、空中通信依据通话状态和频率使用方法，可分为单向和双向单工和双工3.了解双工方式双工通信的特点是: 同普通有线电话很相似, 使用方便。

其缺点是: 在使用过程中, 不管是否发话, 发射机总是工作的, 故电能消耗很大, 这对以电池为能源的移动台是很不利的。

针对此问题的解决办法是: 要求移动台接收机始终保持在工作状态, 而令发射机仅在发话时才工作。

这样构成的系统称为准双工系统, 也可以和双工系统兼容。

这种准双工系统目前在移动通信系统中获得了广泛的应用。

基站移动台第二部分移动通信的传播特性1.了解电波的传播方式1) 直射波：电波传播过程中没有遇到任何的障碍物, 直接到达接收端的电波, 称为直射波。

直射波更多出现于理想的电波传播环境中。

1.什么叫移动通信及移动通信有哪些特点；移动通信的分类。

P1-P22.常用的移动通信有哪些系统及各自的组成P6-P193.移动通信采用了哪些先进的基本技术，各项技术的主要作用是什么P20-P22调制技术移动信道中电波传播特性研究多址方式抗干扰措施组网技术4.现代移动通信的电波传播方式及其特点。

P94直线波反射波地表面波在移动通信中，电波遇到各种障碍物时会发生反射与散射现象，它对直射波会引起干涉，即产生多径效应现象。

5.什么叫单工通信，什么叫单双工通信，什么叫双工通信。

P2-36.数字通信系统的主要特点是什么P4频率利用率高，有利于提高系统容量能提供多种业务服务抗噪声，抗干扰，抗多径衰落能力强能实现更有效灵活的网络管理与控制便于实现通信的安全保密可降低设备成本以及减小用户手机的体积与重量7.P97-例3-18.什么叫衰落储备，什么叫可通率P105为防止因衰落（包括快衰落与慢衰落）引起的通信中断，在信道设计中，必须使信号的电平有足够的余量，以使中断率R小于规定指标，这种电平余量成为衰落储备。

可通率T=1-R 9.什么叫多径衰落P106在通信系统中，由于通信地面站天线波束较宽，受地物、地貌和海况等诸多因素的影响，使接收机收到经折射、反射和直射等几条路径到达的电磁波，这种现象就是多径效应。

这些不同路径到达的电磁波射线相位不一致且具有时变性，导致接收信号呈衰落状态；这些电磁波射线到达的时延不同，又导致码间干扰。

若多射线强度较大，且时延差不能忽略，则会产生误码，这种误码靠增加发射功率是不能消除的，而由此多径效应产生的衰落叫多径衰落，它也是产生码间干扰的根源。

10.地形地貌的分类和定义P110-P111为了计算移动通信中信号电场强度中值（或传播损耗中值），可将地形分为两大类，中等起伏地形与不规则地形，并以中等起伏地形为传播基准。

所谓中等起伏地形，是指在传播路径的地形剖面上，地面起伏高度不超过20m，且起伏缓慢，峰点与谷点之间的水平距离大于起伏高度。

多径效应百科名片多径效应（multipatheffect）：电波传播信道中的多径传输现象所引起的干涉延时效应。

在实际的无线电波传播信道中(包括所有波段)，常有许多时延不同的传输路径。

各条传播路径会随时间变化，参与干涉的各分量场之间的相互关系也就随时间而变化，由此引起合成波场的随机变化，从而形成总的接收场的衰落。

因此，多径效应是衰落的重要成因。

多径效应对于数字通信、雷达最佳检测等都有着十分严重的影响。

目录简介电离层短波的多径效应多径效应描述影响抵抗措施应用多径效应引起的衰落编辑本段简介多径效应多径效应移动体(如汽车)往来于建筑群与障碍物之间，其接收信号的强度，将由各直射波和反射波叠加合成。

多径效应会引起信号衰落。

各条路径的电长度会随时间而变化，故到达接收点的各分量场之间的相位关系也是随时间而变化的。

这些分量场的随机干涉，形成总的接收场的衰落。

各分量之间的相位关系对不同的频率是不同的。

因此，它们的干涉效果也因频率而异，这种特性称为频率选择性。

在宽带信号传输中，频率选择性可能表现明显，形成交调。

与此相应，由于不同路径有不同时延，同一时刻发出的信号因分别沿着不同路径而在接收点前后散开，而窄脉冲信号则前后重叠。

编辑本段电离层短波的多径效应多径效应传播的多径效应经常发生而且很严重。

它有两种形式的多径现象：一种是分离的多径，由不同跳数的射线、高角和低角射线等形成，其多径传播时延差较大；另一种是微分的多径，多由电离层不均匀体所引起，其多径传播时延差很小。

对流层电波传播信道中的多径效应问题也很突出。

多径产生于湍流团和对流层层结。

在视距电波传播中，地面反射也是多径的一种可能来源。

编辑本段多径效应描述多径时延特性可用时延谱或多径散布谱（即不同时延的信号分量平均功率构成的谱）来描述。

与时延谱等价的是频率相关函数。

实际上，人们只简单利用时延谱的某个特征量来表征。

例如，用最大时延与最小时延的差，表征时延谱的尖锐度和信道容许传输带宽。

天线与电波传播的量子效应研究在当今的通信和电子领域，天线与电波传播一直是关键的研究方向。

随着科学技术的飞速发展，特别是在量子物理学领域的深入探索，天线与电波传播的量子效应逐渐引起了科学家们的关注。

这一新兴的研究领域为我们理解和优化通信系统、提高信号传输效率以及开发新型电子设备带来了前所未有的机遇和挑战。

要深入理解天线与电波传播的量子效应，首先需要了解一些基本概念。

天线，简单来说，就是用于发射和接收电磁波的装置。

而电波传播，则是指电磁波在空间中的传播过程。

在传统的理论中，我们通常基于经典电磁学来描述和分析天线与电波的行为。

然而，当我们进入微观世界，量子力学的规律开始发挥重要作用。

量子效应在天线中的表现形式多种多样。

其中一个重要的方面是量子隧道效应。

在微观尺度下，电子有一定的概率“穿越”看似无法逾越的能量壁垒。

这一现象对于天线的性能和设计有着潜在的影响。

例如，在纳米尺度的天线中，量子隧道效应可能导致电流的异常流动，从而改变天线的辐射特性。

另外，量子涨落也是不可忽视的量子效应之一。

在微观领域，能量和电荷等物理量会出现随机的涨落。

这种涨落可能会影响天线中的噪声水平，进而影响信号的传输质量。

在电波传播方面，量子纠缠现象引起了广泛的研究兴趣。

量子纠缠意味着两个或多个粒子之间存在一种特殊的关联，即使它们相距很远，对其中一个粒子的测量会瞬间影响到其他粒子的状态。

如果能够利用量子纠缠来传输信息，可能会实现超高速、超安全的通信。

然而，研究天线与电波传播的量子效应并非一帆风顺。

其中一个主要的困难在于如何在实验中准确地观测和测量这些微观尺度下的量子现象。

由于量子效应通常在非常小的尺度和低温等特殊条件下才显著表现出来，因此需要高精度的实验设备和技术手段。

此外，现有的理论模型在描述量子效应时也存在一定的局限性。

经典电磁学理论在处理宏观现象时非常有效，但在微观领域，需要结合量子力学的原理来建立更准确的模型。

然而，量子力学本身的复杂性使得建立完善的理论框架并非易事。

极化效应和扩散效应一、引言在物理、化学、社会学等领域中，极化效应和扩散效应被广泛研究和应用。

极化效应是指在一个体系中，正负电荷不均匀地分布在空间中的现象，而扩散效应则是指物质在空间中自由传播的过程。

本文将介绍极化效应和扩散效应的定义、影响因素、应用以及未来的研究方向。

二、极化效应2.1 定义极化效应是指当外界电场或电磁波作用于物质时，物质内部的正负电荷发生重新分布，使物质整体表现出电偶极矩的效应。

物质的极化程度可以通过极化率来描述，即单位体积内电偶极矩的平均值。

2.2 影响因素极化效应的大小受到多种因素的影响，包括物质的性质、温度、外界电场的强度和方向等。

不同的物质具有不同的极化特性，如金属通常具有较低的极化率，而极化剂则具有较高的极化率。

温度对极化效应也有一定影响，一般情况下，随着温度的升高，极化率会降低。

外界电场的强度和方向对极化效应的大小以及极化分布的均匀性也有重要影响。

2.3 应用极化效应在许多领域中都有广泛的应用，例如：1.电容器：极化效应使得电容器的电荷得以存储和释放，实现能量的转换和储存，应用于电子设备中。

2.液晶显示器：液晶分子在电场的作用下发生极化，通过控制电场来实现液晶分子排列的改变，从而调节光的穿透性，实现图像的显示。

3.光纤通信：在光纤中注入外加电场，通过极化效应调节光的折射率，来控制光信号的传输和调制。

三、扩散效应3.1 定义扩散效应是指物质在空间中自由传播的过程。

在物质的粒子之间，存在着热运动，粒子会自发地从高浓度区域向低浓度区域扩散，直到达到平衡状态。

3.2 影响因素扩散效应的速率受到多种因素的影响，主要包括物质的性质、温度、浓度差和扩散介质的性质等。

物质的性质越类似，扩散的速率越快。

温度对扩散速率也有显著影响，温度升高会增加粒子的热运动能量，加快扩散过程。

浓度差是指不同区域之间浓度的差异，差异越大，扩散速率越快。

扩散介质的性质也会影响扩散速率，例如空气、液体和固体等介质对物质的扩散速率不同。

三维工程技术培训讲义三维工程技术培训讲义无线电波的基本概念第一部分无线电波的基本知识无线电波的基本概念 无线电波的传播方向 无线电波的极化方式 无线电波的传播速度 自由空间的传播知识 无线电波的衰落特性无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中，电 场和磁场在空间是相互垂直的，同时这两者又都垂直于 传播方向。

12三维工程技术培训讲义三维工程技术培训讲义无线电波的传播方向无线电波的极化方式 无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定 的规律而变化的，这种现象称为无线电波的极化。

无线电波的电场方向称为电波的极化方向。

如果电 波的电场方向垂直于地面，我们就称它为垂直极化 波。

如果电波的电场方向与地面平行，则称它为水 平极化波。

34三维工程技术培训讲义三维工程技术培训讲义无线电波的传播速度 无线电波和光波一样，它的传播速度和传播媒质 有关。

无线电波在真空中的传播速度等于光速。

我们 用Ｃ＝３０００００公里／秒表示。

在媒质中的传播 速度为：Ｖε`＝Ｃ/√ε，式中ε为传播媒质的相对 介电常数。

空气的相对介电常数与真空的相对介电常 数很接近，略大于１。

因此，无线电波在 空气中的传播速度略 小于光速，通常我们 就认为它等于光速。

5无线电波的传播方式)直射 直射是无线电波在自由空间传播的方式。

)反射 当电磁波遇到比波长大得多的物体时，就会发生反射。

反射常发 生在地球表面、建筑物和墙壁表面。

)绕射（衍射） 波在传播时，若被一个大小接近于或小于波长的物体阻挡，就绕 过这个物体，继续进行。

)散射 散射就是由于介质中存在的微小粒子（异质体）或者分子对电磁 波的作用，使电磁波偏离原来的传播方向而向四周传播的现象。

61三维工程技术培训讲义三维工程技术培训讲义无线电波的传播方式无线电波的衰落特性 衰落一般分为快衰落与慢衰落两种) 慢衰落12 34慢衰落是由接收点周围地形地物对信号反射，使得信号电平在几十米范 围内有大幅度的变化，若MS在没有任何障碍物的环境下移动，则某点信号 电平与该点和发射机的距离有关。

电磁波的多普勒效应导语：电磁波是指由变化的电场和磁场所组成的一种传播的波动现象。

在我们日常生活中，电磁波无处不在，如无线电、电视、移动通信等都依赖于电磁波的传播。

而电磁波的多普勒效应是一种十分重要的现象，本文将从多个方面来论述电磁波的多普勒效应。

一、多普勒效应的基本原理多普勒效应是指当观察者和发射者相对运动时，由于相对速度的不同，会导致观察到的波长和频率的变化。

简而言之，就是物体靠近观察者时发出的声音或光线的频率相对较高，物体远离观察者时发出的声音或光线的频率相对较低。

二、多普勒效应的分类多普勒效应可以分为两种情况：正多普勒效应和负多普勒效应。

当物体远离观察者时，被观察到的波长变长，频率变低，这就是正多普勒效应；当物体靠近观察者时，被观察到的波长变短，频率变高，这就是负多普勒效应。

三、多普勒效应在实际应用中的重要性多普勒效应在许多领域中有着重要的应用，其中最为人熟知的莫过于雷达。

雷达是一种用于测量目标距离和速度的设备，而多普勒效应正是雷达实现目标速度测量的基础。

通过测量出目标物体反射回来的电磁波的频率变化，我们就可以得到物体的速度信息。

此外，多普勒效应也在医学领域中得到广泛应用。

在超声医学中，利用多普勒效应可以测量血液流动速度，检测心脏和血管等疾病。

当超声波向血液中发射并被反射回来时，多普勒效应导致频率的变化，从而能够测量出血液的流速。

另外一个实际应用是天文学领域中的红移和蓝移现象。

根据多普勒效应，当一个星体靠近地球时，光线的频率就会变高，即蓝移；当一个星体远离地球时，光线的频率就会变低，即红移。

通过测量星体光线的频率变化，天文学家能够研究宇宙的膨胀和星体的运动。

四、多普勒效应的原理与实现要理解多普勒效应的原理，我们需要从电磁波的本质入手。

电磁波的波长和频率之间有一个确定的关系，即波长和频率呈反比。

当物体靠近观察者时，波长变短，频率变高；当物体远离观察者时，波长变长，频率变低。

而实现多普勒效应的关键在于观察者和发射者之间的相对运动。

移动通信复习纲要第⼀章概述1、移动通信就是指通信的双⽅，⾄少有⼀⽅是在移动中进⾏的通信。

2、移动通信的⼯作⽅式分类1)单⼯制2)全双⼯制3)半双⼯制3、GSM⼯作上⾏频段890～915MHz，下⾏935～960MHz。

DCS1800⼯作频段，上⾏，下⾏。

IMT2000系统⼯作核⼼频段1885～2025MHz和2110～2200MHz。

4、论述我国移动通信的发展历程。

答：1）1G，以AMPS和TACS为代表的第⼀代蜂窝移动通信⽹是模拟系统，采⽤FDMA调制⽅式；提供全是话⾳业务；2）2G，以GSM和CDMA为代表的第⼆代蜂窝移动通信⽹是数字系统，其中GSM采⽤TDMA和FDMA；CDMA采⽤CDMA和FDMA；提供语⾳业务和少量的数据业务。

3）3G，以WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA技术之上的第三代移动通信，其中WCDMA 采⽤FDD/TDD，CDMA2000采⽤FDD以及TD-SCDMA采⽤TDD的调制⽅式，实现真正的⽆缝覆盖；提供语⾳、数据，以及接送静态和动态的图象。

第⼆章、移动通信的电波传播1、电波的传播⽅式：1）天波2）地波3）直射波4)散射波2、⾃由空间传播损耗表达式：答：Lbs = 32.45 + 20lgd(km) + 20lgf(MHz)3、多径效应定义：答：不同相位的多个信号在接受端迭加，有时同相迭加⽽增强，有时反相迭加⽽减弱，接受信号的幅度将急剧变化，这种由于多径引起的现象称为多径效应4、OM模型中场强中值计算的特点：答：以准平滑⼤城市市区的中值传输损耗为基础，对其它传播环境及地形条件等因素分别⽤修正因⼦进⾏修正。

5、多径效应引起的衰落叫衰落，阴影效应引起的衰落叫衰落。

第三章、⼲扰和噪声1、互调⼲扰产⽣的原因是什么？移动通信中主要考虑⼏阶互调⼲扰？1）互调的产⽣是由于多个信号加⾄⾮线性器件上产⽣⼤量的互调产物2）3阶互调⼲扰2、⽆三阶互调信道组如何选择？（参考作业）3、远近效应：答：近距离的移动台⼲扰远距离移动台的现象。