无线电波传播特性资料
无线电信号的传播原理
无线电信号的传播原理无线电波是指在空间中传播的电磁波，具有特定的频率和波长。
无线电信号的传播原理是电磁波的传播原理，要了解其原理，首先需要了解电磁波的基本特性。
一、电磁波的基本特性1.频率和波长无线电波具有特定的频率和波长，频率和波长是电磁波两个基本参数中的关系。
频率越高，波长越短，能量越强。
例如，如果有两个无线电波，一个频率为1MHz，一个频率为2MHz，那么2MHz的无线电波的波长是1MHz的无线电波的一半。
2.传播速度无线电波是在真空中传播的，其传播速度为光速，即约为300,000 km/s。
3.极化电磁波的方向和振动方向之间的关系称为极化。
无线电波可以是水平、垂直或圆极化。
不同极化方式的无线电波在传播过程中受到的衰减程度也不同。
二、无线电信号的传播方式无线电波的传播可以分为三种主要的传播方式：地面波、天波和空间波。
1.地面波地面波是指沿着大地表面传播的电磁波。
地面波的传播距离一般不超过数百千米，其主要特点是传输距离较短，适用于在负责的局域内通信。
2.天波天波是指折射在电离层上方的电磁波。
由于电离层具有反射和折射的特性，天波可以传播数千千米，其主要特点是传输距离较远，适用于远距离通信。
3.空间波空间波是指由天线向空间发射的电磁波，其传播距离与地球曲率半径成正比，可以传播数百到数千千米。
空间波传输主要分为直射和反射两种方式，具体的传播方式取决于天线的高度和环境的情况。
三、无线电信号的传播影响因素无线电信号的传播受到各种因素的影响，主要包括：1.频率无线电波传播的频率越高，传输距离越短，对障碍物的穿透能力越差。
2.反射和衰减无线电波在传播过程中会遇到障碍物并遭到反射、折射和散射，这些因素会改变信号的传播方向和功率，导致信号衰减。
3.天气状况天气的变化会对无线电波的传播产生影响。
例如，电离层的变化会影响天波信号的传播，大气条件的变化会影响空间波信号的传播。
4.传输距离传输距离对无线电波的传播也有很大的影响。
无线电波的传播特性
无线电波的传播特性无线电波的传播特性传播特性（一）移动通信的一个重要基础是无线电波的传播，无线电波通过多种方式从发射天线传播到接收天线，我们按照无线电波的波长人为地把电波分为长波（波长1000米以上），中波（波长100-1000米），短波（波长10-100米），超短波和微波（波长为10米以下）等等.为了更好地说明移动通信的问题，我们先介绍一下电波的各种传播方式：1．表面波传播表面波传播是指电波沿着地球表面传播情况.这时电波是紧靠着地面传播的，地面的性质，地貌，地物等的情况都会影响着电波的传播.当电波紧靠着实际地面--起伏不平的地面传播时，由于地表面是半导体，因此一方面使电波发生变化和引起电波的吸收.另一方面由于地球表面是球型，使沿它传播的电波发生绕射.从物理课程中我们已经知道，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.由此可知，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.2．天波传播短波能传至地球上较远的地方，这种现象并不能用绕射或其他的现象做解释.直到1925年，利用在地面上垂直向上发射一个脉冲，并收到其反射回波，才直接证明了高层大气中存在电离层.籍此电离层的反射作用，电波在地面与电离层之间来回反射传播至较远的地方.我们把经过电离层反射到地面的电波叫天波.电离层是指分布在地球周围的大气层中，60km以上的电离区域.在这个区域中，存在有大量的自由电子与正离子，还可能有大量的负离子，以及未被电离的中性离子.发现电离层后，尤其近三四十年来，随着火箭与卫星技术的发展，利用这些工具对电离层进行了深入的试验和研究.当前电离层的研究已经成为空间物理的一个重要的组成部分，其研究的空间范围和频段也日益宽广.在电离层中，当被调制的无线电波信号在电离层内传播时，组成信号的不同频率成分有着不同的传播速度.所以波形会发生失真.这就是电离层的色散性.同时，由于自由电子受电波电场作用而发生运动，所以当电波经过电离层，其能量会被吸收一部分.而且，从电离层吸收电波的规律看，若使用电波的工作频率太低，则电离层对电波的吸收作用很强.所以天波传播中有一个最低可用频率，低于这个频率，就会因为电离层对电波的吸收作用太大而无法工作.传播特性（二）1．空间波传播当发射以及接收天线架设得较高的时候，在视线范围内，电磁波直接从发射天线传播到接收天线，另外还可以经地面反射而到达接收天线.所以接收天线处的场强是直接波和反射波的合成场强，直接波不受地面影响，地面反射波要经过地面的反射，因此要受到反射点地质地形的影响.空间波在大气的底层传播，传播的距离受到地球曲率的影响.收，发天线之间的最大距离被限制在视线范围内，要扩大通信距离，就必须增加天线高度.一般地说，视线距离可以达到50km左右.空间波除了受地面的影响以外，还受到低空大气层即对流层的影响.移动通信中，电波主要以空间波的形式传播.类似的还有微波传播.2．散射传播大气对流层中，除了有规则的片状或层状气流外，还存在有不规则的，这类似于水流中漩涡的不均匀体.相应的，在电离层中则有电子密度的不均匀性.当天线辐射出去的电波，投射到这些不均匀体的时候，类似于光的散射和反射现象，电波发生散射或反射，一部分能量传播到接收点的这种传播称为散射传播.这种通信方式通信距离可达300－800km,适用于无法建立微波中继站的地区，例如用于海岛之间和跨越湖泊，沙漠，雪山等地区.但是，由于散射信号相当微弱，所以散射传播接收点的接收信号也相当微弱，即传播损耗很大，这样，散射通信必须采用大功率发射机，高灵敏度接收机和高增益天线.3．外层空间传播电磁波由地面发出（或返回），经低空大气层和电离层而到达外层空间的传播，如卫星传播，宇宙探测等均属于这种远距离传播.由于电磁波传播的距离很远，且主要是在大气以外的宇宙空间内进行，而宇宙空间近似于真空状态，因而电波在其中传播时，它的传输特性比较稳定.我们可以把电波穿过电离层外面的空间传播，基本上当作自由空间中的传播来研究.至于电波在大气层中传播所受到的影响，可以在考虑这一简单的情况基础上加以修正. 传播特性（三）前面我们对电磁波的各种传播方式做了介绍，在这里，我们简单地介绍一下各个波段的传播特点，我们按照无线电波的波长人为地把电波分为长波（波长1000米以上），中波（波长100-1000米），短波（波长10-100米），超短波和微波（波长为10米以下）等等.各个波段的传播特点如下：1．长波传播的特点由于长波的波长很长，地面的凹凸与其他参数的变化对长波传播的影响可以忽略.在通信距离小于300km时，到达接收点的电波，基本上是表面波.长波穿入电离层的深度很浅，受电离层变化的影响很小，电离层对长波的吸收也不大.因而长波的传播比较稳定.虽然长波通信在接收点的场强相当稳定，但是它有两个重要的缺点：①由于表面波衰减慢，发射台发出的表面波对其他接受台干扰很强烈.②天电干扰对长波的接收影响严重，特别是雷雨较多的夏季.2．中波传播的特点中波能以表面波或天波的形式传播，这一点和长波一样.但长波穿入电离层极浅，在电离层的下界面即能反射.中波较长波频率高，故需要在比较深入的电离层处才能发生反射.波长在3000－2000米的无线电通信，用无线或表面波传播，接收场强都很稳定，可用以完成可靠的通信，如船舶通信与导航等.波长在2000－200m的中短波主要用于广播，故此波段又称广播波段.3．短波传播的特点与长，中波一样，短波可以靠表面波和天波传播.由于短波频率较高，地面吸收较强，用表面波传播时，衰减很快，在一般情况下，短波的表面波传播的距离只有几十公里，不适合作远距离通信和广播之用.与表面波相反，频率增高，天波在电离层中的损耗却减小.因此可利用电离层对天波的一次或多次反射，进行远距离无线电通信.4．超短波和微波传播的特点超短波，微波的频率很高，表面波衰减很大；电波穿入电离层很深，甚至不能反射回来，所以超短波，微波一般不用表面波，天波的传播方式，而只能用空间波，散射波和穿透外层空间的传播方式.超短波，微波，由于他们的频带很宽，因此应用很广.超短波广泛应用于电视，调频广播，雷达等方面.利用微波通信时，可同时传送几千路电话或几套电视节目而互不干扰.超短波和微波在传播特点上有一些差别，但基本上是相同的，主要是在低空大气层做视距传播.因此，为了增大通信距离，一般把天线架高.。
无线电波的传播特性分析
无线电波的传播特性分析随着社会的发展和科技的改善，人们越来越依赖于无线电通讯系统。
无线电通讯试验表明，无线电波在移动通信、卫星通信、广播电视、雷达、导航、天文学、医学设备、物理实验等领域都有着重要的应用。
因此无线电波的传播特性研究是通信领域的重要课题。
本文将对无线电波的传播特性进行分析。
一、无线电波的概念及特点无线电波是指具有从发射端到接收端传输信息的电磁波。
其特点是不需要空气、水、电线或其他物质介质的支持，具有穿透力强、速度快、方向性好等特点。
无线电波的振幅、频率和波长是测量其特性的重要参数。
二、无线电波的传播方式通常无线电波的传播方式可以分为地波传播和空气波传播两种方式。
1.地波传播地波传播是指在接收机基准面附近的地面或水面上以及建筑物等障碍物中反射、散射和直射而形成的波。
无线电波在地面或水面上远距离传输时，会遇到地球曲率、地形以及自然和人为障碍物的影响。
因此，地波传播适用于距离较短、发射功率较小的低频率无线电信号。
2.空气波传播空气波传播是指无线电波以大气为传导介质，经过电离层反射折射等多次反射模式，形成传播现象。
空气波传播分为天距通信和地距通信两种。
地距通信主要指空气波与障碍物的地面相互作用，而天距通信则是指空气波穿透电离层达到对地通信。
三、无线电波的频率对传输距离的影响无线电波的频率对于通信质量和可靠性具有很大的影响。
从传播距离和功率来看，如果无线电波的频率越高，那么穿透障碍物的能力就越弱，信号的传输距离就越短且对障碍物更敏感；如果无线电波的频率越低，传输的距离则越远，而穿透障碍物的能力也越强。
因此，不同频率的无线电波适用于不同的场合，需要根据实际情况来选择信号的频率。
四、无线电波的衰减和传播损耗无线电波在传输过程中会受到一系列的影响，如传输途经的障碍物、电离层、大气层摩擦阻力等。
由于这些变量的存在，无线电波会产生衰减和传播损耗。
当信号从透明的媒介中穿过非均匀材料时，无论是反射、吸收、散射还是折射，都会使信号发生衰减和传播损耗，影响信号的传输质量和可靠性。
无线电波传播特性与频段的划分
无线电波传播特性与频段的划分
1.3 无线电管理
2、无线电管理的内容
（1）无线电台设置和使用管理 设置、使用无线电台（站）的单位或个人，必须
提出书面申请，办理设台审批手续，领取电台执 照。
（2）频率管理 国家无线电管理机构对无线电频率实行统一划分
和分配。频率使用期满，需要继续使用，必须办理 续用手续。
天 波 传 播
无线电波传播特性与频段的划分
1.2 无线电波的传播特性 (4)散射传播 :包括对流层散射传播和电离层散射传播两种模
式
无线电波传播特性与频段的划分
1.2 无线电波的传播特性 (5)地空传播:穿透电离层的直射传播模式称为地空传播 模式
无线电波传播特性与频段的划分
1.2 无线电波的传播特性
高频电子技术
无线电波传播特性与频段的划分
1.1 无线电频段和波段的划分 按频率高低划分的称为频段，按波长划分的称为波段。
无线电波传播特性与频段的划分
1.1 无线电频段和波段的划分
各个频段无线电波的应用范围也有所不同，下 表给出了不同频段无线电波的主要应用。
无线电波传播特性与频段的划分
1.2 无线电波的传播特性 1、无线电波的传播模式：
2、介质对无线电波传播的影响 (1)金属对于无线电波的屏蔽作用
金属是良导体，电磁波在金属中传播时会感应 出传导电流，这一电流在金属中流动时发热，电 磁波能量转化为热能，无线电波很快衰减。因此， 无线电波不能在金属等良导体介质中传播。根据 这个道理，用金属板围成一个密闭的房间，外面 的无线电信号就无法进入这个房间，这表明金属 对于无线电波有屏蔽作用。
管理的主要内容有以下三个方面：Biblioteka 无线电波传播特性与频段的划分
无线电波的传播特性
无线电波的传播特性电波在不同的地形地貌和移动速度的环境下传播，表现为直射波、反射波、绕射波、折射波、散射波等传播方式。
首先在无阻挡物的自由空间中:电波以直射波形式传播，即视距传播LOS （line-of-sight) ，比如卫星通信。
在地面无线通信中，由于发射机与接收机之间通常不存在直接的视距路径，因此地面无线通信主要依靠的是反射、绕射和散射。
当电磁波遇到比波长大得多的物体时，会发生反射；当接收机和发射机之间的无线路径被尖锐的边缘阻挡时，会发生绕射；当波穿行的介质中存在小于波长的物体并且单位体积内阻挡体的个数非常巨大时，会发生散射。
一、反射反射发生在地面以及建筑物的表面，当电磁波遇到比其波长大得多的物体时就会发生反射。
通常，在考虑地面对电波的反射时，按平面波处理，即电波在反射点的反射角等于入射角。
电磁波的反射发生在不同物体界面上，这些界面可能规则也可能不规则，可能平滑也可能粗糙。
为了简化，我们考虑反射表面都是平滑的，也称为理想介质表面。
电磁波通过理想介质表面后反射，电磁波的能量会全波反射回来。
二、绕射绕射也指衍射。
绕射是指波遇到障碍物时偏离原来直线传播的物理现象。
当信号遇到大于波长的不可穿透物的边缘，如无线电波中途遇到的尖锐不规则的边缘物时，即使没有来自发送器的视线信号，也可接收到信号。
下图表示了无线电波的绕射现象。
三、散射在实际的无线环境中，接收的信号通常比单独绕射和反射模型预测的要强一些。
这是因为当电磁波在传播中遇到粗糙表面时，反射能量由于散射而散布于所有方向，像灯柱、树叶等这样的物体都会在所有方向上散射能量，这就给接收机提供了额外的能量。
四、传播路径在一个典型的蜂窝移动通信环境中，移动台总是比基站天线矮很多，接收机与发射机之间的直达路径被建筑物或其他物体所阻碍。
所以，在蜂窝基站与移动台之间的通信不是通过直达路径，而是通过许多其他路径完成的。
在无线通信频段中，从发射机到接收机电磁波的主要传播模式有反射、绕射和散射。
无线电波的传播特性
无线电波的传播特性无线电通信就是不用导线，而利用电磁波振荡在空中传递信号，天线就是波源。
电磁波中的电磁场随着时间而变化，从而把辐射的能量传播至远方。
在莫尔斯和贝尔先后发明了有线电报和电话之后，很多科学家对电磁现象大量研究。
直到1 831年，在英国，法拉弟首先发现了电磁感应现象，并且预言：电与磁的传播是和光一样的一种波。
英国科学家麦克斯韦从1850年就开始对法拉弟提出的课题展开研究。
他总结了前人的研究成果，用数学方法对法拉弟的电磁场思想做了严格的论证，并在1864年做出“电与磁的交替转化过程，是一种波的传播形式，是一种光波”的论断，他称这种波为电磁波。
在麦克斯韦首先提出电磁理论后，又过了24年，才由德国伟大的物理学家赫兹通过实验证实了麦氏理论的正确。
赫兹设计了一个能够接收电火花的装置，结构极简单。
把一根导线弯成圆形，使两端之间仅留一微小的间隙，称它为“共振子”。
“共振子”为什么也有火花发生呢？赫兹认为，这一定是电振荡以电磁波形式通过空间传播过去的。
赫兹于1888年公布了自己的实验结果，证实了电磁波的存在。
赫兹的实验成果震惊了世界，许多科学家继续开展对电磁波的研究。
1890年，法国物理学家布朗利发现，将金属粉末即紧缩成块，但是它的电阻减小了，使电流容易通过。
这种装有金属粉未的玻璃管被称为“布朗利管”，又称“粉末检波器”，它接收电磁波的灵敏度比赫兹的“共振子”要高得多。
1894年，20岁的意大利青年马可尼从杂志上读到悼念赫兹的文章和他生前的感人事迹，受到极大启发：“如果利用赫兹发现的电磁波，不需要导线也可以实现远距离通信了”。
马可尼为自己的大胆设想所激动下宏愿，决心开拓无线电通信事业，把赫兹的研究成果付诸实际应用。
在家人的支持下，马可尼就在自己家中进行实验，他用赫兹的火花放电器作发射机，用布朗利的金属粉未检波器作接收机经过一个多月的努力，终于完成了电磁波的发送和接收实验，并在实验中发现，利用天线可使发射距离增加。
4-无线电波传播特性详解
大尺度衰落
大尺度衰落与小尺度衰落
大尺度衰落 小尺度衰落（主要特征是多径） 描述 长距离上信号强度的缓慢变化 短距离上信号强度的快速波动 原因 信道路径上固定障碍物的阴影 移动台运动和地点的变化 影响 业务覆盖区域 信号传输质量
多径传播
陆地室外移动信道的主要特征是多径传播。 传播过程中会遇到很多建筑物，树木和以及起伏的地 形，会引起能量的吸收和穿透以及电波的反射，散射 及绕射等，这样，移动信道是充满了反射波的传播环 境。 在移动传播环境中，到达移动台天线的信号不是单一 路径来的，而是许多路径来的众多反射波的合成。 由于电波通过各个路径的距离不同，因而个路径来的 反射波到达时间不同，相位也就不同。 不同相位的多个信号在接收端迭加，有时同相迭加而 加强，有时反向迭加而减弱。这样，接收信号的幅度 将急剧变化，即产生了衰落。 这种衰落是由多径引起的，所以称为多径衰落。
d
发 射 天 线
直射波
B
接 收 天 线
直射波
hb
反射波
C
hm
Pr Pt G G 1 Re r t 4d
2
2
图4-2 两径传播模型
多径传播模型
2
2l
2
l ( AC CB) AB
N 1 Pr Pt G r G t 1 Ri exp( j i ) 4 d i 1
在不同的传播环境中做电波实测实验，通过对测试数据进行统 计分析，来建立预测模型
4.2 电波的传播方式 阻挡体 反射 比传输波长 （引起多径衰落） 大的多的物体 绕射 尖利边缘 散射 粗糙表面
无线电波的传播特性
无线电波的传播特性无线电波是一种无形的电磁波，它在空间中不断地传播，具有一定的传播特性。
了解无线电波的传播特性，可以帮助我们更好地设计和使用无线电系统，提高无线电通信的质量和效率。
无线电波的传播方式无线电波的传播方式主要有三种：直线传播、地面波传播和天波传播。
直线传播是指无线电波在空间中直线传播，它只在传输距离较短、没有遮挡物的情况下才能应用。
地面波传播是指无线电波在地球表面沿地面传播，适用于传输距离较长、有遮挡物的情况。
天波传播是指无线电波在地球大气层内反射和散射，使其可以超越地球表面曲率传播，适用于较长距离和遮挡较多的情况。
无线电波在传播时会受到许多因素的影响，如频率、传播距离、天气、地形和人造遮挡物等，这些因素都会影响无线电波的传播特性。
首先，频率是影响无线电波传播的主要因素之一。
不同频率的无线电波在传播时会有不同的特性，比如低频波能够穿透建筑物，而高频波则不行。
其次，传播距离也是影响无线电波传播的因素之一。
当传播距离增加时，无线电波的信号强度会逐渐减弱，最终无法被接收到。
第三，天气也会影响无线电波的传播。
比如，雨、雪、霾等恶劣天气会使无线电波传播受阻，从而影响无线电通信的质量和效率。
第四，地形也会对无线电波的传播产生影响。
比如，在山区、丘陵和峡谷等地形复杂的地区，无线电波会遭遇反射、散射、衍射等现象，从而导致信号的衰减和失真。
最后，人造遮挡物也会对无线电波传播产生影响。
比如，高层建筑、电线杆、天线塔等都会使无线电波的传播受到阻碍，从而影响无线电通信的效果。
无线电波的应用无线电波的应用非常广泛，不仅是无线电通信的重要手段，还被广泛应用于雷达、遥感、导航、远程控制等领域。
例如，雷达利用无线电波向周围发射脉冲，利用回波来确定目标的位置和性质，广泛应用于军事、民用、气象等领域。
卫星导航系统也是利用无线电波，通过卫星向地面发射信号，以确定接收机的位置和速度。
总之，无线电波虽然看似无形无声，却具有重要的传播特性，对人们的生活和工作产生着深远的影响。
无线电波的传播特性知识交流
无线电波的传播特性无线电波的传播特性1、无线电波的传播特性及信号分析甚低频 VLF 3-30KHz 超长波 1KKm-100Km 空间波为主海岸潜艇通信;远距离通信;超远距离导航低频 LF 30-300KHz 长波 10Km-1Km 地波为主越洋通信;中距离通信;地下岩层通信;远距离导航中频 MF 0.3-3MHz 中波 1Km-100m 地波与天波船用通信;业余无线电通信;移动通信;中距离导航高频 HF 3-30MHz 短波 100m-10m 天波与地波远距离短波通信;国际定点通信甚高频 VHF 30-300MHz 米波 10m-1m 空间波电离层散射（30-60MHz）;流星余迹通信;人造电离层通信（30-144MHz）;对空间飞行体通信;移动通信超高频 UHF 0.3-3GHz 分米波 1m-0.1m 空间波小容量微波中继通信;（352-420MHz）;对流层散射通信（700-10000MHz）;中容量微波通信（1700-2400MHz）特高频 SHF 3-30GHz 厘米波 10cm-1cm 空间波大容量微波中继通信（3600-4200MHz）;大容量微波中继通信（5850-8500MHz）;数字通信;卫星通信;国际海事卫星通信（1500-1600MHz）ELF 极低频 3~30HzSLF 超低频 30~300HzULF 特低频 300~3000HzVLF 甚低频 3~30kHzLF 低频 30~300kHz 中波，长波MF 中频 300~3000kHz 100m~1000m 中波 AM广播HF 高频 3~30MHz 10~100m 短波短波广播VHF 甚高频 30~300MHz 1~10m 米波 FM广播UHF 特高频 300~3000MHz 0.1~1m 分米波SHF 超高频 3~30GHz 1cm~10cm 厘米波EHF 极高频 30~300GHz 1mm~1cm 毫米波无线电波按传播途径可分为以下四种：天波—由空间电离层反射而传播；地波—沿地球表面传播；直射波—由发射台到接收台直线传播；地面反射波—经地面反射而传播。
无线电波的传播特性
无线电波的传播特性1、无线电波的传播特性及信号分析甚低频VLF 3-30KHz 超长波1KKm-100Km 空间波为主海岸潜艇通信;远距离通信;超远距离导航低频LF 30-300KHz 长波10Km-1Km 地波为主越洋通信;中距离通信;地下岩层通信;远距离导航中频MF 中波1Km-100m 地波与天波船用通信;业余无线电通信;移动通信;中距离导航高频HF 3-30MHz 短波100m-10m 天波与地波远距离短波通信;国际定点通信甚高频VHF 30-300MHz 米波10m-1m 空间波电离层散射（30-60MHz）;流星余迹通信;人造电离层通信（30-144MHz）;对空间飞行体通信;移动通信超高频UHF 分米波空间波小容量微波中继通信;（352-420MHz）;对流层散射通信（700-10000MHz）;中容量微波通信（1700-2400MHz）特高频SHF 3-30GHz 厘米波10cm-1cm 空间波大容量微波中继通信（3600-4200MHz）;大容量微波中继通信（5850-8500MHz）;数字通信;卫星通信;国际海事卫星通信（1500-1600MHz）ELF 极低频3~30HzSLF 超低频30~300HzULF 特低频 300~3000HzVLF 甚低频3~30kHzLF 低频30~300kHz 中波，长波MF 中频300~3000kHz 100m~1000m 中波 AM广播HF 高频 3~30MHz 10~100m 短波短波广播VHF 甚高频 30~300MHz 1~10m 米波FM广播UHF 特高频 300~3000MHz ~1m 分米波SHF 超高频3~30GHz 1cm~10cm 厘米波EHF 极高频30~300GHz 1mm~1cm 毫米波无线电波按传播途径可分为以下四种：天波—由空间电离层反射而传播；地波—沿地球表面传播；直射波—由发射台到接收台直线传播；地面反射波—经地面反射而传播。
网络基础 无线电波
网络基础无线电波无线电波在电磁波谱中的波长最长。
一般将频率低于3×1011Hz的电磁波统称为无线电波。
无线电波通常是由电磁振荡电路通过天线发射出去的。
按照波长的不同又可以分为长波、中波、短波、超短波、微波等波段。
其中，长波的波长在3km以上，微波的波长小到0.1mm。
1．无线电波的传播特性无线电波可以通过多种传输方式从发射天线到接收天线。
主要有自由空间波，对流层反射波，电离层波和地波，如图4-26所示。
接收天线图4-26 无线电波的传播●地波地波也被称为表面波传播，是一种电波沿着地球表面到达接收点的传播方式。
电波在地球表面上传播，以绕射方式可以到达视线范围以外。
地面对表面波有吸收作用，吸收的强弱与带电波的频率，地面的性质等因素有关。
●天波传播天波传播是指自发射天线发出的电磁波，在高空被电离层反射并到达地面接收点的传播方式。
电离层对电磁波除了具有反射作用以外，还有吸收能量与引起信号畸变等作用。
其作用强弱与电磁波的频率和电离层的变化有关。
●散射传播散射传播是指利用大气层中的对流层和电离层所具有的不均匀性来散射电波，使电波到达视线以外的地方。
对流层在地球上方约10英里处，是异类介质，反射指数随着高度的增加而减小。
●外层空间传播外层空间传播是指无线电在对流层，电离层以外的外层空间中的传播方式。
这种传播方式主要用于卫星或以星际为对象的通信中，以及用于空间飞行器的搜索、定位、跟踪等。
●自由空间波自由空间波又称为直线波，沿直线传播，用于卫星和外部空间的通信，以及陆地上的视距传播。
视线距离通常为50km左右。
2．无线电波的划分和应用电波的传播不依靠电线，也不像声波那样，必须依靠空气介质传播，有些电波能够在地球表面传播，有些电波能够在空间直线传播，也能够从大气层上空反射传播，有些电波甚至能穿透大气层，飞向遥远的宇宙空间。
发射天线或自然辐射源所辐射的无线电波，通过自然条件下的介质到达接收天线的过程，就称为无线电波的传播。
【高中物理】无线电波的传播
【高中物理】无线电波的传播波长不同的电磁波有不同的传播特性，这里只介绍无线电波的传播。
通常，无线电波有三种传播方式：地波、天波和沿直线传播的波。
地波沿地球表面附近的空间传播的无线电波叫地波。
地面上有高低不平的山坡和房屋等障物，根据波的衍射特性，当波长大于或相当于障碍物的尺寸时，波才能明显地绕到障碍物的后面。
地面上的障碍物一般不太大，长波可以很好地绕过它们。
中波和中短波也能较好地绕过，短波和微波由于波长过短，绕过障碍物的本领就很差了。
地球就是个良导体，地球表面会因地波的传播引发感应电流，因而地波在传播过程中存有能量损失。
频率越高，损失的能量越多。
所以无论从绕射的角度还是从能量损失的角度，长波、中波和中短波沿地球表面可以传播很远的距离，而短波和微波则无法。
地波的传播比较稳定，不受昼夜变化的影响，而且能够沿着弯曲的地球表面达到地平线以外的地方，所以长波、中波和中短波用来进行无线电广播。
由于地波在传播过程中要不断损失能量，而且频率越高(波长愈长)损失越大，因此中波和中短波的传播距离并不大，通常在几百千米范围内，收音机在这两个波段通常就可以收听本地或周边省市的电台。
长波沿地面传播的距离必须离得多，但升空长波的设备巨大，耗资低，所长波很少用作无线电广播，多用作逊于远程无线电通信和导航系统等。
天波依靠电离层的反射来传播的无线电波叫做天波。
什么是电离层呢?地球被厚厚的大气层包围着，在地面上空50千米到几百千米的范围内，大气中一部分气体分子由于受到太阳光的照射而丢失电子，即发生电离，产生带正电的离子和自由电子，这层大气就叫做电离层。
电离层对于相同波长的电磁波整体表现出来相同的特性。
实验证明，波长长于10m的微波能够沿着电离层，波长少于3000km的长波，几乎可以被电离层全部稀释。
对于中波、中短波、短波，波长愈长，电离层对它稀释得越太少而散射得越多。
因此，短波最适宜以天波的形式传播，它可以被电离层散射至几千千米以外。
无线电波的传播特性
无线电波的传播特性1、无线电波的传播特性及信号分析甚低频 VLF 3-30KHz 超长波 1KKm-100Km 空间波为主海岸潜艇通信;远距离通信;超远距离导航低频 LF 30-300KHz 长波 10Km-1Km 地波为主越洋通信;中距离通信;地下岩层通信;远距离导航中频 MF 中波 1Km-100m 地波与天波船用通信;业余无线电通信;移动通信;中距离导航高频 HF 3-30MHz 短波 100m-10m 天波与地波远距离短波通信;国际定点通信甚高频 VHF 30-300MHz 米波 10m-1m 空间波电离层散射（30-60MHz）;流星余迹通信;人造电离层通信（30-144MHz）;对空间飞行体通信;移动通信超高频 UHF 分米波空间波小容量微波中继通信;（352-420MHz）;对流层散射通信（700-10000MHz）;中容量微波通信（1700-2400MHz）特高频 SHF 3-30GHz 厘米波 10cm-1cm 空间波大容量微波中继通信（3600-4200MHz）;大容量微波中继通信（5850-8500MHz）;数字通信;卫星通信;国际海事卫星通信（1500-1600MHz）ELF 极低频 3~30HzSLF 超低频 30~300HzULF 特低频300~3000HzVLF 甚低频 3~30kHzLF 低频 30~300kHz 中波，长波MF 中频 300~3000kHz 100m~1000m 中波AM广播HF 高频3~30MHz 10~100m 短波短波广播VHF 甚高频30~300MHz 1~10m 米波 FM广播UHF 特高频300~3000MHz ~1m 分米波SHF 超高频 3~30GHz 1cm~10cm 厘米波EHF 极高频 30~300GHz 1mm~1cm 毫米波无线电波按传播途径可分为以下四种：天波—由空间电离层反射而传播；地波—沿地球表面传播；直射波—由发射台到接收台直线传播；地面反射波—经地面反射而传播。
无线电波—搜狗百科
无线电波—搜狗百科无线电波的传播方式无线电波在空间中的传播方式有以下情况：直射、反射、折射、穿透、绕射（衍射）和散射。
对于自由空间，在自由空间中由于没有阻挡，电波传播只有直射，不存在其他现象。
而对于日常生活中的实际传播环境，由于地面存在各种各样的物体，使得电波的传播有直射、反射、绕射（衍射）等，另外对于室内或列车内的用户，还有一部分信号来源于无线电波对建筑的穿透。
这些都造成无线电波传播的多样性和复杂性，增大了对电波传播研究的难度。
直射直射在视距内可以看做无线电波在自由空间中传播。
直射波传播损耗公式同自由空间中的路径损耗公式：PL=32.44+20lgf+20lgd。
其中，PL为自由空间的路损，单位是dB。
F为载波的频率，单位是MHz。
d为发射源与接收点的距离，单位是km。
反射、折射与穿透在电磁波传播过程中遇到障碍物，当这个障碍物的尺寸远大于电磁波的波长时，电磁波在不同介质的交界处会发生发射和折射。
另外，障碍物的介质属性也会对反射产生影响。
对于良导体，反射不会带来衰减；对于绝缘体，他只反射入射能量的一部分，剩下的被折射入新的介质继续传播；而对于非理想介质，电磁波贯穿介质，即穿透时，介质会吸收电磁波的能量，产生贯穿衰落。
穿透损耗大小不仅与电磁波频率有关，而且与穿透物体的材料、尺寸有关。
一般室内的无线电波信号是穿透分量与绕射分量的叠加，而绕射分量占绝大部分。
所以，总的来看，高频信号（例如1800MHz）的室内外电平差比低频信号（800MHz）的室内外电平差要大。
并且，低频信号进入室内后，由于穿透能力差一些，在室内进行各种反射后场强分布更均匀；而高频信号进入室内后，部分穿透又穿透出去了，室内信号分布就不太均匀，也就使用户感觉信号波动大。
绕射（衍射）在电磁波传播过程中遇到障碍物，这个障碍物的尺寸与电磁波的波长接近时，电磁波可以从该物体的边缘绕射过去。
绕射可以帮助进行阴影区域的覆盖。
散射在电磁波传播过程中遇到障碍物，这个障碍物的尺寸小于电磁波的波长，并且单位体积内这种障碍物的数目非常巨大时，会发生散射。
无线电波传播手册
无线电波传播手册第一章无线电波传播原理1.1 无线电波的产生无线电波是一种由电磁场产生的电磁波，其产生过程基于电磁感应定律。
1.2 无线电波的特性无线电波具有波长、频率、速度等特性，其传播受到地形、天气、电离层等因素的影响。
1.3 无线电波的传播方式无线电波的传播方式主要有直线传播、地面传播、天波传播、散射传播等。
第二章空中传播2.1 直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的传播方式，适用于开放空旷地区。
2.2 折射传播折射传播是指无线电波在穿过不同介质界面时，由于光速的改变而发生弯曲的传播方式。
2.3 绕射传播绕射传播是指无线电波在遇到屏障或障碍物时，在其周围或边缘绕过的传播方式。
2.4 天波传播天波传播是指无线电波在特定频段通过电离层反射和折射后传播到地面的方式。
第三章地面传播3.1 地波传播地波传播是指无线电波在地面与天线之间的接触面上沿地球曲率传播的方式。
3.2 多径传播多径传播是指无线电波由于地面反射、散射等产生多条传播路径，到达接收天线的方式。
3.3 衍射传播衍射传播是指无线电波在遇到障碍物边缘时弯曲传播的方式，适用于山谷、城市建筑密集区等地形。
第四章天波传播4.1 电离层基本概念电离层是指地球大气中电离分子和自由电子较为密集的区域，对无线电波的传播有重要影响。
4.2 太阳活动与天波传播太阳活动引起的电离层变化会对天波传播产生显著影响，太阳黑子数量与无线电通信质量存在关联。
4.3 天波传播相关参数天波传播的状况可通过参数如电离层频率、MUF（最高可用频率）等进行描述和预测。
第五章散射传播5.1 散射现象及机制散射传播是指无线电波在穿越大气中的气体、雾霾、云层等微粒时发生分散传播的现象。
5.2 散射传播的影响因素散射传播的影响因素主要包括频率、信号强度、物体粒径和散射角度等。
5.3 散射传播在通信中的应用散射传播在通信中常用于障碍物背后的信号传输、城市建筑物信号强化等。
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应用
Rv (垂直极化反射系数) Rh (水平极化反射系数) 1
接收天线的极化方式同被接收的电磁波的极化形式一致 时，才能有效地接收到信号，否则将产生极化失配 不同极化形式的天线也可以互相配合使用
多 径 信 号
A
两径传播模型
2 Pr Pt G G 1 Re ( 1 R ) Ae .... r t 4d 2
d
发 射 天 线
直射波
B
接 收 天 线
直射波
hb
反射波
C
hm
Pr Pt G G 1 Re r t 4d
2
2
图4-2 两径传播模型
多径传播模型
2
2l
2
l ( AC CB) AB
N 1 Pr Pt G r G t 1 Ri exp( j i ) 4 d i 1
短期快衰落
大尺度衰落
大尺度衰落与小尺度衰落
大尺度衰落 小尺度衰落（主要特征是多径） 描述 长距离上信号强度的缓慢变化 短距离上信号强度的快速波动 原因 信道路径上固定障碍物的阴影 移动台运动和地点的变化 影响 业务覆盖区域 信号传输质量
多径传播
陆地室外移动信道的主要特征是多径传播。 传播过程中会遇到很多建筑物，树木和以及起伏的地 形，会引起能量的吸收和穿透以及电波的反射，散射 及绕射等，这样，移动信道是充满了反射波的传播环 境。 在移动传播环境中，到达移动台天线的信号不是单一 路径来的，而是许多路径来的众多反射波的合成。 由于电波通过各个路径的距离不同，因而个路径来的 反射波到达时间不同，相位也就不同。 不同相位的多个信号在接收端迭加，有时同相迭加而 加强，有时反向迭加而减弱。这样，接收信号的幅度 将急剧变化，即产生了衰落。 这种衰落是由多径引起的，所以称为多径衰落。
接收功率
式中，Pt ，λ为工 作波长，Gt，Gr分别表示发射天线和接收天线增益，d为发 射天线和接收天线间的距离。
2Gr Ar 4 为发射功率，以球面波辐射，
P r
Ar P t Gt 2 4d
自由空间的传播损耗
L
4d L
2
当Gt=Gr=1时， L 32.45 20log f 分贝式
极 化 特 性
极化：电磁波在传播过程中，其电场矢量的方向和幅度随时间 变化的状态。 电磁波的极化形式： 线极化、圆极化和椭圆极化。
线极化的两种特殊情况
水平极化（电场方向平行于地面） 垂直极化（电场方向垂直于地面）
极化反射系数： 对于地面反射，当工作频率高于150MHz 1 ，算得 （ 2m ）时，
P t P r
20logd
接收换算
P r (dBm) 10log P r (mW ) P r (dBW ) 10log P r (W )
反
射
理想介质表面的反射 极化特性 多径信号
两径传播模型 多径传播模型
理想介质表面的反射
如果电磁波传输到理想介质表面，则能量都将反射 回来 反射系数（R） sin z R 入射波与反射波的比值 sin z 入射角θ 0 cos2 式中 z (垂直极化） 0 z 0 cos2 （水平极化） 而 0 j 60 其中，ε为介电常数，σ为电导率，λ为波长。
在不同的传播环境中做电波实测实验，通过对测试数据进行统 计分析，来建立预测模型
4.2 电波的传播方式 阻挡体 反射 比传输波长 （引起多径衰落） 大的多的物体 绕射 尖利边缘 散射 粗糙表面
自由空间的电波传播
自由空间的传播损耗
在理想的、均匀的、各向同性的介质中传播，只存在电磁 波能量扩散而引起的传播损耗
由移动通信信道路径上的固定障碍物（建筑物、山 丘、树林等）的阴影引起的。
场强特性曲线的瞬时值呈快速变化---短期快 衰落（小尺度多径衰落传播模型）
由收发信双方的相对运动和环境地点的变化而产生。
大尺度衰落与小尺度衰落
衰落特性的算式描述
衰落特性的算式描述
r ( t ) m( t ) r0 ( t )
式中，r(t)表示信道的衰落因子；m(t)表示 大尺度衰落；r0(t)表示小尺度衰落。
接 收 功 率
小尺度衰落 r0 ( t)
大尺度衰落
m( t)
图4－1 无线信道中的大尺度和小尺度衰落
信道的分类
信道的分类
根据不同距离内信号强度变化的快慢分为{ 小 尺 度 衰 落 根据信号与信道变化快慢程度的比较分为{ 长 期慢衰落
移动通信环境的场强测试曲线
阴影衰落的基本特性
阴影衰落（慢衰落） 移动无线通信信道传播环境中的地形起伏、建筑物及其它障碍物对 电波传播路径的阻挡而形成的电磁场阴影效应 特点 衰落与传播地形和地物分布、高度有关
表达式 传播路径损耗和阴影衰落 l (r , ) r m 1010 分贝式 10log l (r , ) 10m log r 式中, r 移动用户和基站之间的距离 ζ 由于阴影产生的对数损耗（dB），服从零平均和标准偏差 σdB的对数正态分布 m 路径损耗指数 实验数据表明m＝4，标准差σ＝8dB，是合理的
多径传播模型
无线电传播特性的研究
考虑问题
衰落的物理机制 功率的路径损耗 接收信号的变化和分布特性
应用成果
传析方法（如射线跟踪法）
基本方法
应用电磁传播理论分析电波在移动环境中的传播特性来建立预 测模型
现场测试方法（如冲激响应法）
第四章 无线电波传播特性
华北电力大学电子系 赵建立 hdzjl2306@ 2011年
主要内容
无线电波传播特性分析 移动无线信道及特性参数 移动环境下的信道分析 其他无线信道
4.1 无线电波传播特性
移动通信环境下场强变化剧烈 场强变化的平均值随距离增加而衰减 场强特性曲线的中值呈慢速变化---长期慢衰 落（大尺度路径损耗传播模型）