视距传播原理

专业无线电考试题及答案

一、单项选择题（每题2分，共20分）

1. 无线电波的传播方式不包括以下哪一项？

A. 地波传播

B. 天波传播

C. 光波传播

D. 视距传播

答案：C

2. 无线电频率单位赫兹（Hz）是以哪位科学家的名字命名的？

A. 欧姆

B. 牛顿

C. 赫兹

D. 法拉第

答案：C

3. 在无线电通信中，调制的作用是什么？

A. 放大信号

B. 改变信号频率

C. 将信息加载到载波上

D. 滤除噪声

答案：C

4. 无线电设备中，天线的主要功能是什么？

A. 供电

B. 散热

C. 接收和发射无线电波

D. 存储数据 答案：C

5. 以下哪个是无线电波的频率范围？

A. 3kHz - 30MHz

B. 30MHz - 300GHz

C. 300kHz - 3GHz

D. 3GHz - 30THz

答案：B

6. 无线电波的波长和频率之间的关系是什么？

A. 波长与频率成正比

B. 波长与频率成反比

C. 波长与频率无关

D. 波长与频率相等

答案：B

7. 无线电波的极化方式有哪两种基本类型？

A. 水平和垂直

B. 左旋和右旋

C. 线性和圆性

D. 椭圆和双线

答案：A

8. 无线电发射机的主要功能是什么？

A. 接收信号

B. 发射信号

C. 放大信号

D. 调制信号

答案：B

9. 无线电接收机的主要功能是什么？ A. 发射信号

B. 接收信号

C. 放大信号

D. 调制信号

答案：B

10. 无线电波的传播损耗与以下哪个因素无关？

A. 传播距离

B. 频率

C. 极化方式

D. 温度

答案：D

二、多项选择题（每题3分，共15分）

1. 无线电波的传播方式包括以下哪些？

A. 地波传播

B. 天波传播

C. 视距传播

D. 光波传播

答案：ABC

2. 无线电波的频率单位除了赫兹（Hz），还包括以下哪些？

A. 千赫（kHz）

B. 兆赫（MHz）

C. 吉赫（GHz）

电波传播的菲涅尔区

根据惠更斯一菲涅尔原理，在电波的传输过程中，波阵面上的每一点都是一个进行二次辐射的球面波的波源，这种波源称为二次波源。而空间任一点的辐射场都是由包围波面的任意封闭曲面上各点的二次波源发出的波在该点相互干涉、叠加的结果。显然，封闭曲面上各点的二次波源到达接收点的远近不同，这就使得接收点的信号场强的大小发生变化，如图1所示。为了分析这种变化我们引入菲涅尔区的概念。

图1 二次波源

1．空间菲涅尔区

如图2所示，自由空间Q点是波源，P点是接收点，以Q、P为焦点的旋转椭球面所包含的空间区域，称为菲涅尔区。图2中S1是空间的一点，其所在与直线QP垂直的平面截菲涅尔区域得到一个圆C1，该圆半径为：

图2 第一菲涅尔区

其中d为Q、P点间的距离，d1、d2分别是Q点和P点到圆C1圆心的距离，这个圆所在的菲涅尔区域称为第一菲涅尔区。在自由空间，从波源Q点辐射到P点的电磁能量主要是通过第一菲涅尔区传播的，只要第一菲涅尔区不被阻挡，就可以获得近似自由空间的传播条件。为保证系统正常通信，收发天线架设的高度要满足使它们之间的障碍物尽可能不超过其菲涅尔区的20％，否则电磁波多径传播就会产生不良影响，导致通信质量下降，甚至中断通信。

2．“最小”菲涅尔区半径（Fo） 该半径（Fo）就是接收点能得到与自由空间传播相同的信号强度时所需要的最小菲涅尔椭球区的半径。由公式推导可得：

只要“最小”菲涅尔区不受阻挡，则可以认为是在自由空间传播。但是，如果收发两天线的连线与障碍物最高点之间的垂直距离（称为传播余隙HC）小于Fo，则需要考虑障碍物绕射场的影响。

在武汉项目中，波长为0.17m，d为800m，计算最小菲尼尔区f0为3.4m

在微波波段，频率很高，无线电波利用视距传播的方式工作。视距传播是指发射天线和接收天线在相互能看得见的距离内，电波直接从发射点传到接收点的一种传播方式。具体来说，就是微波波段时，发射点和接收点之间不希望有障碍物阻挡。

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1 / 14 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、阻抗Z和驻波比。

一、反射系数

这里定义传输线上任一点处的电压反射系数为

''''''''2()()()00jzjzjzlUzzUzUzeUzee (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

'lz (2)

此外，反射系数呈周期性，即

''/2gzmz (3)

二、阻抗Z 优质文本

2 / 14 这里定义传输线上任一点处的阻抗为

'''UzZzIz (4)

经过一系列的推导，得出阻抗的最终表达式

1 / 11 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 圣才电子书 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？ 2 / 11 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 圣才电子书 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？ 3 / 11 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 圣才电子书 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。 （2）当仅有一条无线电路径传播时，由于路径上季节、日夜、天气等的变化，也会使信号产生衰落现象。这种衰落的起伏周期可能较长，甚至以若干天或若干小时计，故称这种衰落为慢衰落。 4-8 何谓恒参信道？何谓随参信道？它们分别对信号传输有哪些主要影响？ 答：（1）信道特性基本上不随时间变化或者变化很慢的信道称为恒参信道；信道特性随机变化的信道称为随参信道。 （2）对信号传输的主要影响： ①恒参信道对信号传输的影响： a．引起频率失真； b．造成码间串扰； c．引起相位失真； d．造成谐波失真； e．导致相位抖动。 ②随参信道对信号传输的影响： a．引起快衰落； b．引起慢衰落。 4-9 何谓加性干扰？何谓乘性干扰？ 4 / 11 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 圣才电子书 答：（1）叠加在信号之上的且不论信号有无都存在的噪声称为加性干扰。 （2）与信号为乘积关系的且大小随信号变化而变化的干扰称为乘性干扰。 4-10 有线电信道有哪些种？ 答：传输电信号的有线信道有： （1）明线，明线是指平行架设在电线杆上的架空线路。 （2）对称电缆，对称电缆是由若干对叫做芯线的双导线放在一根保护套内制造成的。 （3）同轴电缆，同轴电缆则是由内外两根同心圆柱形导体构成，在这两根导体间用绝缘体隔离开。 4-11 何谓阶跃型光纤？何谓梯度型光纤？ 答：（1）折射率在两种介质中均匀不变，仅在边界处发生突变的光纤称为阶跃型光纤，其要求较低，故制造难度低。 （2）纤芯折射率沿半径增大方向逐渐减小，光波在这种光纤中传输的路径是因折射而逐渐弯曲的，并达到远距离传输的目的，这种光纤称为梯度性光纤。由于对梯度型光纤的折射率沿轴向的变化是有严格要求的，因而制造难度大。 4-12 何谓多模光纤？何谓单模光纤？ 答：（1）有多种光线传播路径的光纤称为多模光纤。 （2）只有一种光线传播路径的光纤称为单模光纤。 4-13 适合在光纤中传输的光波波长有哪几个？ 5 / 11 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 圣才电子书 答：如图4-1所示。 图4-1 由图4-1可知，传输损耗在1.31和1.55处达到最低，所以适合在光纤中传播的波长有1.31μｍ和1.55μｍ。 4-14 信道中的噪声有哪几种？ 答：（1）信道中的噪声按照来源分为： ①人为噪声，人为噪声是由人类活动产生的，例如，电钻和电气开关瞬态造成的电火花、汽车点火系统产生的电火花、荧光灯产生的干扰、其他电台和家电用具产生的电磁波辐射等。 ②自然噪声，自然噪声是自然界中存在的各种电磁波辐射，例如，闪电、大气噪声和来自太阳和银河系等的宇宙噪声。 （2）按照性质分为： ①脉冲噪声，脉冲噪声是突发性地产生的，幅度很大，其持续时间比间隔时间短得多。 ②窄带噪声，窄带噪声可以看作是一种非所需的连续的已调正弦波，或简单地看作是一个振幅恒定的单一频率的正弦波。 ③起伏噪声，起伏噪声是遍布在时域和频域内的随机噪声，包括热噪声、电子管内产生 6 / 11 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 圣才电子书 的散弹噪声和宇宙噪声等都属于起伏噪声。 4-15 热噪声是如何产生的？ 答：热噪声的产生：热噪声起源于一切电阻性元器件中的电子热运动，它是无处不在，不可避免地存在于一切电子设备中，除非设备处于热力学温度0K。例如，导线、电阻和半导体器件等均产生热噪声。 4-16 信道模型有哪几种？ 答：信道模型的分类： （1）从调制和解调的方面来讲，把发送端调制器输出端至接收端解调器输入端之间的部分称之为调制信道。 （2）从数字通信系统中的信道编码和解码方面来讲，把编码器输出端至解码器输入端之间的部分称为编码信道。 4-17 试述信道容量的定义。 答：信道容量是指信道能够传输的最大平均信息量。按照离散信道和连续信道的不同，信道容量分别有不同的计算方法。离散信道的容量单位可以是b／符号或是b／s；连续信道容量的单位是b／s。 4-18 写出连续信道容量的表示式。由此式看出信道容量的大小决定于哪些参量？ 答：（1）连续信道的信道容量表示式为