菲涅尔区

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用菲涅尔区模型探究WiFi感知系统的稳定性

用菲涅尔区模型探究WiFi 感知系统的稳定性牛凯1,2，张扶桑3，吴丹1,2，张大庆1,2+1.北京大学信息科学技术学院高可信软件技术教育部重点实验室，北京1008712.北京大学（天津滨海）新一代信息技术研究院，天津3004503.中国科学院软件研究所计算机科学国家重点实验室，北京100190+通信作者E-mail:*************** 摘要：基于WiFi 的非接触感知系统利用环境中广泛存在的WiFi 信号在自然情况下对用户活动进行感知，具有十分广阔的应用前景。

从细粒度活动到粗粒度活动，现有工作进行了大量的探索，但尚未理解和解决感知系统稳定性不足的问题。

当感知对象、收发设备位置、测试环境等发生变化时，系统性能会受到严重影响。

实际上，人体活动对应的接收信号模式因位置和朝向的变化而带来的不一致性导致了系统不能稳定工作。

为了理解这种现象的本质，利用团队提出的基于无线感知的菲涅尔区衍射和反射模型，精确定量刻画了目标物体相对于收发设备的位置、运动轨迹和无线信号波形模式之间的关系。

通过两个应用实例，即细粒度的手指动作识别和粗粒度的健身活动识别，在模型的指导下，分别解释了系统不能稳定工作的原因，说明了如何得到一致的感知波形，以及如何构造可区分的感知波形，并给出了提升感知系统性能的方法。

关键词：菲涅尔区模型；系统稳定性；WiFi ；无接触感知文献标志码：A中图分类号：TP399Exploring Stability in WiFi Sensing System Based on Fresnel Zone ModelNIU Kai 1,2,ZHANG Fusang 3,WU Dan 1,2,ZHANG Daqing 1,2+1.Key Laboratory of High Confidence Software Technologies,Ministry of Education,School of Electronics Engineering and Computer Science,Peking University,Beijing 100871,China2.Peking University Information Technology Institute (Tianjin Binhai),Tianjin 300450,China3.State Key Laboratory of Computer Sciences,Institute of Software,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China Abstract:WiFi based contactless sensing systems use pervasive wireless communication signals in the environment to sense human activities in a natural way,enabling many promising applications.From fine-grained activity sensing to coarse-grained activity recognition,existing work have done a great deal of exploration.However,there is lack of understanding and tackling the serious unstable sensing performance problem.While changing the human target,the position of transceivers,and test environment,the system performance is severely degraded.The reason behind the instability of WiFi-based sensing system is that human activities induce the inconsistent signal patterns inherently at different positions.This paper proposes the Fresnel zone-based diffraction and reflection sensing model,which can计算机科学与探索1673-9418/2021/15(01)-0060-13doi:10.3778/j.issn.1673-9418.1912017基金项目：国家自然科学基金（61572048，61802373）；北大百度基金资助项目（2019BD005）；中国科学院青年创新促进会项目（2020109）。

菲涅尔半径

A
图菲涅尔椭球面
P
1＜2
第3章电波传播的基础知识
（５）结论与讨论
由式
可知：
第一，波长越短，第一菲涅尔区半径越小，对应的第一菲涅尔椭球越细长。对于波长非常短的光学波段，椭球体更加细长，因而产生了光学中研究过的纯粹的射
线传播。第二，
由于电波传播的主要通道并不是一条直线，因此即使某凸出物并没有挡住收、发两点间的几何射线，但是已进入了第一菲涅尔椭球，此时接收点的场强已经受到影响，该收、发两点之间不能视为自由空间传播。
而椭球面所包围的区域正是菲涅尔区!
第3章电波传播的基础知识
故，其几何定义就是：平面上是以A、P两点为焦点的椭圆的定义。
如下图所示，如果考虑到以传播路径为轴线的旋转对称性，不同位置的同一菲涅尔半波带的外围轮廓线在空间上应是一个以收、发两点为焦点的旋转椭球。
我们称第一菲涅尔椭球为电波传播的主要通道。
它们在P点的场强有以下的关系式：
E 1 E 2 E 3 E n E n 1
（16）
第3章电波传播的基础知识
从平均角度而言，相邻两带对P点的贡献反相，于是P点的合成场振幅为：
E E 1 E 2 E 3 E 4 （17）
将上式的奇数项拆成两部分，即En=En/2+En/2，则式（17）可以重新写为：
第3章电波传播的基础知识
电波传播的菲涅尔区
理想的自由空间应是无边际的，但是这样的空间是不存在的。
而对某一特定方向而言，却存在着能否视为自由空间传播的讨论，更有其实际的意义。
对此，我们来学习：电波传播的菲涅尔区概念。
第3章电波传播的基础知识
如下图所示，空间A处有一球面波源，现在来讨论其辐射场的大小。

无线电波传播的基础知识

(a )
(b )
(c)
除了上述3种基本的传播方式外，还有散射传播 – 散射传播是利用低空对流层、高空电离层下缘的不均匀的“ 介质团”对电波的散射特性来达到传播目的的。 – 散射传播的距离可以远远超过地-地视距传播的视距。 – 对流层散射主要用于100MHz~10GHz频段，传播距离 r<800km； – 电离层散射主要用于30~100MHz频段，传播距离r>1000km。散射通信的主要优点是距离远，抗毁性好，保密性强。
35
36 37 38 39 40 41 42 43 44 45
3.2
4 5.12 6.4 8 10 12.8 16 20 25.6 32
50
51 52 53 54 55 56 57 58 59 60
100
128 160 200 256 320 400 512 640 800 1000
dBm=10logmW
– 从物理知识中我们已经知道，只有当波长与障碍物高度可以比较的时候，才能有绕射功能。在实际情况中只有长波、中波以及短波的部分波段能绕过地球表面的大部分障碍到达较远的地方。 – 在短波的部分波段和超短波、微波波段，由于障碍高度比波长大，因而电波在地面上不绕射，而是按直线传播。
天波传播
– 发射天线向高空辐射的电波在电离层内经过连续折射而返回地面到达接收点的传播方式称为天波传播。 – 尽管中波、短波都可以采用这种传播方式，但是仍然以短波为主。它的优点是能以较小的功率进行可达数千千米的远距离传播。 – 天波传播的规律与电离层密切相关，由于电离层具有随机变化的特点，因此天波信号的衰落现象也比较严重。
dBm功率转换表
DBm 0 1 3 4 功率（ W） 0.001 0.00125 0.002 0.0025 dBm 16 17 18 19 功率（ W） 0.04 0.048 0.064 0.08 dBm 31 32 33 34 功率（ W） 1.28 1.6 2 2.56 dBm 46 47 48 49 功率（ W） 40 51.2 64 80

菲涅尔区修正圆柱面天线的聚焦场特性

将电波传播的菲涅尔区概念应用于天线设计，可以构ｅｎｌｎｈｓｏ－Ｚ
ｒｃｉｇＰａｅ天线．有关研究表明［３，基于这一结构的新型天线，由于其较好的偏轴扫描特ｅｔｎｌｔ）１Ｊ－性，可以形成一类偏馈天线或一维扫描天线。同时。这一结构具有设计加工简单，对加工及装配误差要求低等特点。因而，作为透镜或反射面的替代物，该类天线有着广阔的应用前景。
文献［对圆柱菲涅尔天线的辐射特性进行了理论和实验研究，果表明，当采用点源馈电４］结
时。圆柱轴线所在平面内可以有效的压缩波束宽度，而在与之垂直的平面内则形成全方向性。
ｅ：ｅｚｓｎ一ｅＣＳｉＯ
２０．１００１０．２收到，２０１０．３定稿０．８１
重庆市教委资助项目：０１００７１
维普资讯
８期蒋泽等：菲涅尔区修正圆柱面天线的聚焦场特性１１４９
菲涅尔区修正圆柱面天线的聚焦场特性
蒋泽 ” 杜惠平阮颖铮 ”
（重庆邮电学院光电工程系重庆４０６）００５ ”（子科技大学电电子工程学院成都６０５）１０４
摘要在圆柱面上进行一维菲涅尔区相位修正结构设计，可以构成一类新型的点源馈电透镜天线．该文用辅助源法导出该透镜天线对任意斜入射平面波形成的聚焦场分布，分析了其聚焦性能及偏轴扫描特性．关键词透镜天线，菲涅尔区相位修正，辅助源法中图号ＴＮ８０２

菲涅尔衍射

y x
P0
讨论：
Σ
K
E
1、圆屏较小时，轴上点P0总是亮点；
2、随P点离开P0点逐渐向外，其光强将时大时小变化，由于系统的对称性，距离P0相同的点P有相同的光强。故衍射图样为同心圆。
3、圆屏较大时，P0点的光强度接近于0。
6
二、菲涅尔透镜
1、菲涅尔透镜
已知菲涅尔圆孔衍射P0点复振幅为：
E~ E~1 E~2 E~3 E~4 1n E~n
ei
k 2z
2
d
iz
e e 1
2
i 2
1 d
x
iz
1 d
2

e i 2
1 d
x ei
k 2z
2
d
iz
e e 1
2
i
2
1 d
x
iz
1 d
2

代入原式得：
E~(x, y
)

1

e
iz
1 d
2
cos 2
x
d
15
z
定义：不用透镜可对周期性物体成像的方法成为泰伯效应或泰伯自成像（Selfimaging）。
12
说明：（以振幅型正弦光栅为例）
设光栅的振幅透射系数为
x1,y1
2
t(x1, y1) 1 cos d x1
z
若单位平面波垂直照射，刚刚透过光栅的光场为： E~(x1, y1) t(x1, y1)
13
被光栅调制的光场 E~(x1, y1) 传播到菲涅尔衍射区到达距离z
时的复振幅分布为：
E~x, y eikz iz

菲涅尔区修正圆柱面天线的辐射特性

蒋泽杜惠平，颖铮。，阮
４０６；．子科技大学．都００５２电成６５５）１０４（．庆邮电学院电子信息工程系．庆１重重
摘
要：在圆柱面上进行一维菲涅尔区相位修正结构设计．以构成一类新型的点源馈电透镜天线。可
柱轴线所在平面内可以有效地压缩波束宽度，在与之垂直的平面内则形成全方向性。一特这点使其应用于室内ｗＩＡＮ（ｒｌｓＬｃＷｉｅｓｏＭｅＡｒａＮｅｗｏｋ系统的基站天线或基于垂直面ｅｔｒ）内小区分裂的蜂窝移动通信系统等具有一定的优越性。文献Ｅ］一步将二维ＦＰ结构与５进Ｚ馈源阵列相结合，成了一类新型的多波束自构适应天线。基于上述思想，文将菲涅尔区相本
文献标识码：Ａ
中图分类号：ＴＮ８３２２．５
目言ｌ
及装配误差要求低等特点。因此，为透镜或作反射面的替代产品，类天线有着广阔的应用该
前景。
近年来，随着移动通信业务的迅速发展．移动通信理论与技术本身也取得了巨大的进步。在不以无限依赖于网络硬件设备的前提下，何使系统满足不断增长的用户容量及怎如样提高服务质量，已成为当前移动通信理论和

应用菲涅尔原理分析航向信标保护区范围

应用菲涅尔原理分析航向信标保护区范围作者：刘亮来源：《无线互联科技》2019年第02期摘要：仪表着陆系统航向信标是通过空间调制产生引导飞机着陆的信号，航道宽度区域里的障碍物直接决定了信号的质量，文章通过菲涅尔区计算，对航向保护区进行了分析，以期为电磁环境保护提供参考。

关键词：菲涅尔；仪表着陆系统；航向保护区1 ILS系统原理及航向信标保护区要求1.1 仪表着陆系统原理在飞机降落过程中，通过无线电波，为飞机提供一条固定角度的航道，引导飞机安全平稳落地。

在榆林机场的导航设备中，盲降（Instrument Landing System，ILS）由航向信标和下滑信标和测距仪组成。

其中，航向信标通过测量比较90 Hz和150 Hz调制信号调制度差（Difference in Depth Modulation，DDM），为飞机提供水平引导信号，下滑信标同样通过比较90 Hz和150 Hz调制音频DDM，为飞机提供垂直引导信号。

两个信号结合起来形成了飞机下滑道，如图1所示。

航向信号包括航道SBO边带信号、航道CSB信号和余隙信号。

1.2 航向信标的场地保护区及要求航向信标台的场地保护区是由圆和长方形构成的区域，圆的中心是航向天线阵的天线中心，半径为75 m，长方形的长度是从航向天线阵沿跑道中心线到跑道末端或300 m的距离（以大者为准），宽度为120 m。

在航向天线阵场地临界区域内，不应有障碍物的存在，进入台站的电力缆和通信缆应从临界区外埋入地下。

临界区内不应停放车辆和航空器，不应有任何的地面交通活动。

临界区内地表应平坦，杂草高度不应超过0.5 m，临界区边界应采用木质或轻质非金属轻质材料进行隔离，并做醒目标识。

敏感区的范围与航向信标天线孔径、天线类型、余隙形式、工作类别、跑道长度、飞机类型和地面固定弯曲有关[1]。

典型的航向信标场地保护区如图2所示。

图2中：（1）A区和B区应清除掉所有的干扰源（树木、建筑物、道路、金属栅栏等）。

微波暗室吸波材料菲涅尔区计算

微波暗室吸波材料菲涅尔区计算
要计算微波暗室中吸波材料的菲涅尔区，可以按照以下步骤进行：
1. 确定波长：首先确定微波的波长，通常以米（m）为单位。

2. 计算菲涅尔区半径：根据波长，可以用以下公式计算菲涅尔区半径（R）：
R = sqrt((2 * D * L) / λ)
其中，D是吸波材料到辐射源之间的距离（以米为单位），
L是吸波材料的有效深度（以米为单位），λ是波长。

3. 计算菲涅尔区面积：利用菲涅尔区半径，可以计算菲涅尔区的面积（A）：
A = π * R^2
4. 如果有多个吸波材料，计算总的菲涅尔区面积：如果在微波暗室中有多个吸波材料，可以将它们各自的菲涅尔区面积相加，得到总的菲涅尔区面积。

这样就可以计算出微波暗室中吸波材料的菲涅尔区的面积。

请注意，这个计算方法是一个近似值，实际情况可能会受到各种因素的影响。

2.4GHz频段模块的路径损耗怎么计算

2.4GHz频段现已成为家庭、办公室和工厂短距离无线应用的普遍选择。

通常，2.4GHz信道隶属于免许可的工业、科学和医学（ISM）频段。

ZigBee（IEEE 802.15.4）、Bluetooth（IEEE802.15.1）、Wi-Fi（IEEE802.11b/g/n）、无线通用串行总线（WUSB）和私有协议（如MiWi）等许多协议以及部分无绳电话均采用此频段。

然而，在2.4GHz ISM频段运行的不同协议会相互干扰。

因此，评估无线传输的范围和性能以创建相关模型来估算模块用于室内外短距离传输时的路径损耗就显得极为重要。

借助创建的模型，设计人员可初步估算出无线通信系统的性能。

性能参数包括范围、路径损耗、接收器灵敏度、误码率（BER）和误包率（PER），这些参数在任何通信系统中都非常重要。

路径损耗模型大尺寸模型用来预估长距离传输时的平均性能。

大尺寸模型取决于距离以及与频率关系不大的重要环境特性。

随着距离缩短，该模型会彻底瓦解，但其对于确定无线系统的工作范围并粗略规划网络容量很有用。

小尺寸（衰落）模型描述了一对一的信号变化。

这类模型主要涉及多路径效应（相位抵消）。

路径衰减被视为保持恒定，但主要取决于频率和带宽。

不过，最初的重点通常是信号在短距离或短时间内快速变化的小尺寸模型。

如果估算的接收功率足够大（通常与接收器灵敏度有关，也可能与使用的通信协议有关），则这条链路便可用于发送数据。

接收功率超出接收器灵敏度的量称为链路余量。

链路余量或衰落余量被定义为确保发送器与接收器间可靠无线链路所需的超出接收器灵敏度水平的功率（余量）。

在理想条件下（天线已精确对准、不存在多路径或反射并且没有损耗），必需的链路余量为0dB。

需要的确切衰落余量取决于链路所需达到的可靠性，但根据经验，最好始终保持22dB至28dB的衰落余量。

如果衰落余量在良好天气条件下不小于15dB，则可充分保证RF系统在恶劣条件（因天气、日光和射频干扰所致）下继续有效运行。

菲涅尔透镜区域矢高

菲涅尔透镜区域矢高全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：菲涅尔透镜是一种特殊类型的透镜，由法国物理学家奥古斯丁·菲涅尔在19世纪初发明。

菲涅尔透镜不同于普通的透镜，它的设计是为了减小透镜的厚度和重量，同时仍能实现有效的光学聚焦。

菲涅尔透镜被广泛应用于太阳能热发电、汽车灯和灯塔等领域。

菲涅尔透镜区域矢高是指在菲涅尔透镜的平面表面上的某一点到透镜焦点的距离。

在这个区域内，透镜能够将光线进行有效的聚焦，从而实现光学放大或聚光的功能。

区域矢高是评价透镜光学性能的重要参数之一，在设计和制造菲涅尔透镜时需要考虑到这一指标。

菲涅尔透镜的设计原理是基于透镜的曲率和折射定律。

透镜的曲率决定了光线经过透镜后的折射角度，而折射定律则规定了入射角和折射角之间的关系。

通过合理设计透镜的曲率和厚度分布，可以实现对光线的有效聚焦和放大，从而实现各种光学应用。

菲涅尔透镜区域矢高的大小取决于透镜的曲率半径、材料折射率以及透镜表面的形状。

通常情况下，透镜的曲率半径越小，区域矢高也就越小，聚焦能力也就越强。

而透镜的材料折射率越大，透镜的焦距也就越小，区域矢高也会减小。

菲涅尔透镜区域矢高的大小对透镜的光学性能和应用具有重要的影响。

在太阳能热发电系统中，菲涅尔透镜可以将太阳光线聚焦到集热管或反射器上，从而提高能量转换效率。

在汽车灯和灯塔中，菲涅尔透镜可以实现对光线的聚光和发散，提高灯光的亮度和照明范围。

菲涅尔透镜区域矢高是影响透镜光学性能的重要参数之一。

通过合理设计透镜的曲率和厚度分布，可以实现对光线的有效聚焦和放大，从而实现各种光学应用。

在今后的研究和应用中，我们应该进一步探索菲涅尔透镜的优化设计和制造工艺，推动其在各种领域的应用和发展。

【本段文字共344字】菲涅尔透镜的优点之一是其结构简单、重量轻、体积小，具有良好的抗辐射和耐腐蚀性能。

这使得菲涅尔透镜在太阳能热发电、汽车灯和灯塔等领域有着广泛的应用前景。

在太阳能热发电系统中，菲涅尔透镜可以将太阳光线聚焦到集热管上，使其升温并转换为热能，从而产生电力。

菲涅尔透镜区域矢高

菲涅尔透镜区域矢高
菲涅尔透镜是一种特殊的透镜，其设计是为了减少传统透镜的厚度和重量，同时保持相同的聚焦能力。

菲涅尔透镜的一个特点是它们被分成一系列的窄带，每个带有微小的透镜结构。

这些透镜结构被称为菲涅尔透镜区域。

菲涅尔透镜区域的矢高是指光线经过透镜后的偏折程度。

矢高可以用来描述透镜对光线的聚焦能力。

在菲涅尔透镜中，由于透镜的结构是由一系列微小的透镜组成的，因此光线在经过透镜时会发生多次折射，这会导致矢高的变化。

矢高的变化会影响透镜的聚焦能力和成像质量。

菲涅尔透镜区域的矢高与透镜的曲率半径、折射率以及入射光线的角度等因素密切相关。

这些因素共同决定了菲涅尔透镜的成像特性。

因此，在设计和使用菲涅尔透镜时，需要充分考虑矢高的影响，以确保获得所需的光学性能。

总之，菲涅尔透镜区域的矢高是描述透镜对光线的聚焦能力的重要参数，它受到透镜结构、材料和入射光线等因素的影响。

了解和控制矢高对于理解和优化菲涅尔透镜的光学性能至关重要。

菲涅尔

由于我们使用的无线网桥一般工作在2.4～5.8GHz频段，电磁波具有类似光波的特性。

近距离传输时，由于功率余量大，即使中间有阻挡也能通过反射波或天线旁瓣进行通信。

但远距离时，一定要求收发天线之间实现“视线无阻挡”(clear line of sight)，其含义是，在收发天线之间连一条线，以这条线为轴心，以R为半径的一个类似于管道的区域内，没有障碍物的阻挡。

如图所示，这个管道称为菲涅尔区(Fresnel Zone)，菲涅尔区是一个椭球体，收发天线位于椭球的两个焦点上，图5中R为第一菲涅尔半径，计算公式如下: R=0.5(λD)0.5(4) λ为波长，D为两天线的距离λ=3*108/f m 从(4)式可得当频率固定时，菲涅尔半径随着传输距离的增加而增大。

例: 当D=10Km，f=2.4GHz时λ=0.125m R=17.678m f＝5GHz时λ=0.06m R=12.247m 从上式比较中可得当距离固定时，频率越高，其菲涅尔半径越小。

这表明在低频段通信中影响通信的某些障碍物，在高频段可能不再影响通信。

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。

例如在海上通信，通信双方高度相同，频率为2.4GHz，通信距离7Km，海浪的高度为2米，那么天线架设的高度要大于L=2+14.790=16.790m。

类比：有时候，我感觉人的眼睛的最有效的视力范围也是一个椭球体。

椭球体之外的东西虽然也能看到，但是已经不是特别的清晰。

一个训练有素的射击运动员，他的有效视力范围一定集中在他和目标的半径非常小的椭球体内。

应用：在无线站址勘测的时候，一定要注意覆盖范围是否有大于菲涅尔半径的阻挡物。

尤其是大的广告牌，高楼等障碍物。

菲涅尔区是一个椭球体，收发天线位于椭球的两个焦点上。

这个椭球体的半径就是第一菲涅尔半径。

菲涅尔区的概念(一)

菲涅尔区的概念(一)
菲涅尔区的概念
什么是菲涅尔区？
•菲涅尔区（Fresnel Zone）是电磁波在传播过程中的一个重要概念。

•菲涅尔区是指电磁波在传播路径上，与两个相邻的障碍物之间的相干增强和相干干涉区域。

菲涅尔区的特点
1.形状：菲涅尔区呈椭圆形，随距离的增加逐渐扁平化。

2.面积：在传播路径上，菲涅尔区的面积随距离的增加而增大。

3.影响：菲涅尔区的存在会对电磁波的传播产生衍射和干涉效应。

菲涅尔区的应用
•无线通信领域，特别是在微波通信中，菲涅尔区概念常常用于信号传播和接收质量的评估。

•在天线安装中，了解菲涅尔区的存在和形态，可以帮助正确选择天线的安装位置和高度。

•通过优化菲涅尔区的利用，可以提高通信系统的可靠性和性能。

菲涅尔区的计算和优化
1.路径清晰度：为了确保良好的通信质量，菲涅尔区中不应该有任
何障碍物。

2.菲涅尔区半径计算：菲涅尔区的半径可以通过计算公式来确定，
一般与传播路径长度、频率和障碍物之间的距离有关。

3.优化菲涅尔区：根据计算得到的菲涅尔区半径，可以调整天线的
安装高度和位置，从而最大限度地减小信号衰减和干涉效应。

总结
•菲涅尔区是电磁波在传播路径上的相干增强和干涉区域。

•菲涅尔区的存在会对电磁波的传播产生衍射和干涉效应。

•菲涅尔区的应用广泛，尤其在无线通信领域。

•了解菲涅尔区的概念并进行计算和优化，可以提高通信系统的可靠性和性能。

菲涅尔区

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。

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。

第一菲涅耳区

L
Pin PL
4R2 l
1 A2GrGL
;
L10lg Pin PL
Pin
PL
10lg
4R2 l
1 A2GrGL
20lg 4lR20lg A10lgGr
10lgGL
LL0 LF Lb GT GL(dB)
在路径传输损耗Lb为客观存在的前提下，降低传输损耗L的重要措施就是提高收、发天线的增益系数。
内经过连续折射而返回地面到达接收点的传播方式称为天波传播。尽管中波、短波都可以采用这种传播方式，但是仍然以短波为主。它的优点是能以较小的功率进行可达数千千米的远距离传播。天波传播的规律与电离层密切相关，由于电离层具有随机变化的特点，因此天波信号的衰落现象也比较严重。
图8―1―2 天波传播
3.视距传播
收点的场强为E，而自由空间传播的场强为E0，定义比值|E/E0|为衰减因子（Attenuation Factor），记为A， A与工作频率、传播距离、媒质电参数、地貌地物、传播方式等因素有关。即：
衰减因子A: A E S
E0
S0
E=AE0；Sav =A2Sav0；
相应的衰减损耗：LF
20lg
D SSm0ax|E|Em0a|2x|2 (Pr=Pr0时)
SR ˆ4PrR2DR ˆ4PiR n2G
SR ˆ4PrR2DR ˆ4PiR n2G
设A、B地天线极化相同且各自以最大辐射（接收）方向对准对
方，B处天线的吸收面积为
Ae=l2GT/4
因此，B地天线的最佳接收功率为
l l l P L S n ˆA e 4 P in G R r 24 2 G L 4R 2 P in G r G L 4R 2 P rD r G L

菲涅尔现象

菲涅尔现象
菲涅尔现象，又称平均熵现象或熵现象，是一种症状表现形式，主要由焦虑、
抑郁、心理分裂、反社会情绪等复杂心理活动所表现出来的综合性科学现象。

它是指病患者日常心理活动在两大基点间变化，其中一点由正常人类活动所导致，另一点由病人所特有形式，表现为隐形的心理现象，特别是在抑郁症状期间。

菲涅尔现象是考虑这类心理活动，受控于“自我”和“非自我”之间的极限状态，产生衍化效应的一种心理学现象。

它表明，当心理活动认知中心与知识条件之间出现抵触或出现冲突时，“自我”面临的一种感官能力的弱化，这就是菲涅尔现象。

菲涅尔现象的发生是由以下几个要素影响的：①内部自然节律、②外在触发因素、③情绪激昂机制、④情感交流能力及敏感性、⑤内部情感驱动机制及认知机能。

一位出现菲涅尔现象的心理病患，其心理活动的表现状况被认为会大大的改善，临床病历也可能会产生相当显著的变化，从而使患者受到治疗的效果会大大提高。

平均熵现象，是当个体进行抑郁症状的治疗时，为了减少病情的发展，它应该
具备的一种心理现象，因此，更好地理解心理机制，从而有针对性地治疗抑郁症状。

改变意识，提高认知和行为能力，调整情绪运行，提高自我调节能力，可以说，这些步骤都是正确的。

同时，辅以药物治疗和家庭支持，更是促使抑郁症的患者逐渐康复的重要手段。

精品文档-天线与电波传播(第二版)(宋铮)-第10章

解首先利用式(10-2-7) L0=121.98+20 lgr(km)-20 lgλ(cm) =121.98+20 lg50-20 lg7.5 =121.98+33.98-17.5 =138.46 dB
第10章电波传播的基础知识
于是考虑到馈线及分路系统一端损耗后，该电道的总传输损耗L
L=L0+LF-Gr-GL+2×3.6 =138.46-20 lg0.7-
(6) 高频：用于远距离通信广播，超视距天波及地波雷达，超视距地-
(7) 米波：用于语音广播，移动(包括卫星移动)通信，接力(~50 km跳距)通信，航空导航信标，以及容易实现具有较
第10章电波传播的基础知识
(8) 分米波：用于电视广播，飞机导航、着陆，警戒雷达，卫星导航，卫星跟踪、数传及指令网，蜂窝无线电通信
E4
E5 2
E5 2
E6
E7 2
(10-3-4) 仔细观察上式，如果总带数足够大，利用式(10-3-2)的
结论，可以认为
E E1 2
(10-3-5)
第10章电波传播的基础知识令第一菲涅尔区的半径为F1，则当各参数如图10-3-2所示
(10-3-6)
F12 d12
F12
d
2 2
d
2
通常d1F1, d2F1
第10章电波传播的基础知识图10-1-3 视距传播
第10章电波传播的基础知识图 10-1-4 散射传播
第10章电波传播的基础知识 10.2
如图10-2-1所示，有一天线置于自由空间A处，其辐射功率为Pr，方向系数为D，在最大辐射方向上距离为r的点M处产生
(10-2-1)