电磁波衰减
电磁波大气衰减曲线
电磁波大气衰减曲线1. 介绍电磁波在自然界中传播时会受到空气等大气成分的影响，导致信号的减弱。
电磁波大气衰减曲线描述了电磁波在传播中的衰减情况。
本文将讨论电磁波大气衰减的原因、影响因素以及衰减曲线的类型和应用。
2. 电磁波的大气衰减原因大气成分和结构对电磁波的传播产生吸收、散射和其他影响，导致信号强度下降。
以下是电磁波大气衰减的主要原因：2.1 透射损失电磁波在大气中传播时会发生透射损失，即部分能量被大气吸收。
这主要是由于水分子和氧分子在特定频段会吸收电磁波。
不同频段的电磁波受到的透射损失不同，因此导致衰减情况也不同。
2.2 散射损失电磁波在大气中传播时会发生散射，即电磁波在大气中碰撞后改变传播方向。
这种散射现象导致电磁波在传播过程中损失能量。
散射现象的强度与电磁波频率和大气中颗粒（如尘埃、烟雾）的浓度有关。
2.3 天线高度天线高度也会影响电磁波的大气衰减情况。
天线高度越高，大气衰减越小，信号强度损失越小。
因此，在无线通信系统中，提高天线高度可以减小大气衰减带来的影响。
3. 影响电磁波大气衰减的因素除了上述原因外，还有一些因素会影响电磁波大气衰减的程度。
3.1 频率不同频率的电磁波在大气中传播时受到的衰减程度不同。
一般来说，高频电磁波受到的大气衰减较小，而低频电磁波受到的大气衰减较大。
这是由于不同频率的电磁波与大气成分相互作用的方式不同。
3.2 大气湿度大气湿度也是影响电磁波大气衰减的重要因素。
湿度越高，电磁波在大气中的衰减越严重。
这是因为水蒸汽对电磁波有强烈的吸收作用。
3.3 大气温度大气温度对电磁波的传播也有影响。
一般来说，大气温度越高，电磁波的传播衰减越小。
这是由于高温会减小大气中水蒸汽的浓度，从而降低湿度对电磁波的影响。
3.4 天线高度与地形天线高度和信号源与接收器之间的地形也会影响电磁波的大气衰减。
天线高度越高、地形越平坦，大气衰减越小，信号传播损失越小。
4. 电磁波衰减曲线类型根据电磁波频率和距离的关系，可以分为几种不同类型的大气衰减曲线。
大气云降水对电磁波的衰减-南京大学
云滴、雨滴则对雷达波的衰减作用既有散射也有吸收；
如果用 表示大气的衰减系数, 表示云的衰减系数, 示降水的衰减系数,则实际的总衰减系数 表
1km距离
2.气体衰减
(1)水汽吸收与绝对湿度成正比(即水汽密度) (2)除1.35cm附近外,水汽吸收同气压成正比 (3)水汽含量不变,衰减随温度降低缓慢增加
表示的是由于云和降水粒子散射造成的单位距离上的电 磁波能流密度损失的分贝数，量纲为 。
因此，云和降水粒子群的总衰减系数
因此，根据
上式反映了雷达电磁波经过云、降水粒子群的吸收和 散射而造成衰减后的回波功率。
4.云衰减
云滴：半径小于100 的水滴或冰晶粒子，对于常用的测 雨雷达而言，满足 2r 1 ，即满足Rayleigh散射条
如果将具有不同吸收截面的粒子都考虑进去，则
当雷达波经过单位距离( R = 1 )时，则
上式表示的是由于云和降水粒子吸收造成的单位距离上 的电磁波能流密度损失的分贝数，量纲为 。
实际计算时，取N 为 1 m3 中的总数，将量纲改成 以 表示，称为云和降水群的吸收系数，则
，并
类似的，有云和降水粒子群的散射系数
衰减导致功率 的减少，故用 负号“-”表示！
即
接收功率以分贝形式表示时的衰减系数
令
（分贝/距离)
K
实际大气中，雷达波的衰减是由于吸收和散射引起的； 一般地，气体对雷达波的衰减作用主要是吸收，散射可以忽 略(尤其是2 cm以上的雷达, 一般可以忽略大气吸收所造成的衰 减)；大气对雷达波的衰减除了与波长有关以外，还与湿度、温 度、气压有关。
5.6
0.001 0.002 0.014 0.033 0.0732 0.214 0.481 1.083
电磁波在等离子体中的吸收衰减共3篇
电磁波在等离子体中的吸收衰减共3篇电磁波在等离子体中的吸收衰减1电磁波在等离子体中的吸收衰减电磁波是指由电场和磁场相互作用所传播的波动。
它不需要任何物质介质就能够传播，是一种在真空中传播的波。
等离子体是一种特殊的物质状态，它是由电离气体中的离子、自由电子和中性分子组成的。
因此，等离子体具有特殊的电学、光学和热学性质，是一种重要的物理现象。
当电磁波进入等离子体时，会受到等离子体中的离子和自由电子的干扰和吸收。
这种吸收现象叫做等离子体中的电磁波吸收衰减。
等离子体中的电磁波吸收衰减是由于电磁波在等离子体中的传播需要克服等离子体中的离子和自由电子的相互作用力，如库仑相互作用力、碰撞力等。
这些作用力会使电磁波的能量转化为热能和光能，导致电磁波的信号强度逐渐减弱。
等离子体中的电磁波吸收衰减与等离子体的密度、温度、电场强度和磁场强度等因素有关。
一般来说，等离子体的密度越高，电磁波的吸收衰减就越强。
当等离子体中的温度升高时，等离子体中的离子和自由电子的运动速度变快，导致碰撞频率增加，电磁波吸收衰减也会相应增加。
当等离子体中存在电场或磁场时，电磁波的传播路径会受到这些场的影响，从而导致电磁波的传播速度和方向发生改变。
根据等离子体的物理性质和电磁波的特性，可以利用等离子体对电磁波的吸收和反射特性，制造电磁波的滤波器、天线等电子元件，广泛应用于通信、雷达等领域。
在现实生活中，我们经常会遇到电磁波的吸收衰减问题，如电视信号的影响、手机信号的弱化等。
这些问题实质上都是由于电磁波在传输过程中受到吸收衰减的影响造成的。
因此，我们需要采取相应的措施来减少电磁波的吸收衰减现象，如增强信号的功率、加大天线的接收范围等。
总之，电磁波在等离子体中的吸收衰减是一种普遍存在的现象，对我们生产生活都有着重要的意义。
只有深入研究电磁波在等离子体中的传输规律和特性，才能更好地利用等离子体的特殊性质，促进科技的发展和进步综上所述，电磁波在等离子体中的吸收衰减是受多种因素影响的。
衰减系数的定义
衰减系数的定义衰减系数的定义一、引言随着科学技术的不断发展，人们对于电磁波的研究越来越深入，而衰减系数作为电磁波传播中最重要的参数之一，在无线通信、雷达、卫星通信等领域中得到了广泛应用。
本文将对衰减系数进行全面详细的定义。
二、什么是衰减系数？衰减系数是指电磁波在传播过程中由于介质阻抗不同而产生的能量损失，其大小决定了电磁波在介质中传播距离和强度。
通俗地说，衰减系数就是介质吸收或反射电磁波时所造成能量损失的比例。
三、衰减系数的计算方法1. 指数衰减法指数衰减法是指在介质中传播距离相同条件下，电磁波强度与距离呈指数函数关系。
其计算公式为：I=I0e^(-αd)，其中I为传播距离为d 时电磁波强度，I0为初始电磁波强度，α为介质吸收系数。
2. 对数衰减法对数衰减法是指在介质中传播距离相同条件下，电磁波强度与距离呈对数函数关系。
其计算公式为：I=I0-10αlogd，其中I为传播距离为d时电磁波强度，I0为初始电磁波强度，α为介质吸收系数。
四、影响衰减系数的因素1. 介质本身的性质：不同材料的介电常数和导电率不同，会影响到电磁波在介质中的传播情况。
2. 频率：不同频率的电磁波在介质中的传播情况也不同。
3. 温度和湿度：温度和湿度的变化会影响到介质本身的性质，从而影响到衰减系数。
4. 传输距离：随着传输距离的增加，衰减系数也会随之增加。
五、应用案例1. 无线通信中使用衰减系数来计算信号覆盖范围和信号强度。
2. 雷达系统中使用衰减系数来计算雷达探测范围和目标距离。
3. 卫星通信中使用衰减系数来计算卫星与地面接收站之间的信号传输损耗。
六、总结衰减系数是电磁波传播中最重要的参数之一，其大小决定了电磁波在介质中传播距离和强度。
衰减系数的计算方法有指数衰减法和对数衰减法，影响其大小的因素有介质本身的性质、频率、温度和湿度以及传输距离等。
应用案例包括无线通信、雷达系统和卫星通信等领域。
电磁波的传播与衰减
研究方法：可以通过建立数学模型、仿真实验和现场测量等方法研究多径传播特性。
应用：多径传播模型广泛应用于无线通信、雷达、遥感等领域。
特点：多径传播会导致信号强度波动、时延扩展和频率选择性衰落等现象。
定义：电磁波在传播过程中遇到障碍物时，会发生反射、散射和绕射等现象，形成多径传播。
电磁波的衰减应用
地面反射损耗：电磁波在地面反射时的能量损耗
多径效应损耗：电磁波在传播过程中受到多径效应的影响导致的能量损耗
建筑物穿透损耗：电磁波在建筑物中穿透时的能量损耗
穿透损耗
穿透损耗的定义：电磁波在传播过程中，由于介质的吸收和散射作用，导致能量损失的现象
穿透损耗的影响因素：介质的性质、电磁波的频率、传播距离等
波动方程的形式：∂²Φ/∂t² = c²ΔΦ
波动方程的解：Φ(r,t) = A*exp(-i(ωt-k·r))
波动方程的应用：分析电磁波的传播、反射、折射等现象
传输线方程
传输线方程的定义：描述电磁波在传输线中的传播特性
传输线方程的解：可以求解出电磁波的传播速度和衰减
传输线方程的应用：用于分析电磁波的传播和衰减，以及设计传输线
有线传输系统的优点：传输速度快、稳定性高、抗干扰能力强
有线传输系统的缺点：建设成本高、灵活性差、维护困难
有线传输系统的应用：电话、电视、互联网等
无线传输系统
无线传输系统的组成：发射器、接收器、天线、信道等
电磁波的传播介质：空气、真空、固体、液体等
电磁波的传播速度：与介质的电导率、磁导率、电场强度、磁场强度等因素有关
穿透损耗的计算：可以通过公式计算得出，与介质的吸收系数和散射系数有关
穿透损耗的应用：在无线通信、雷达、遥感等领域，需要考虑穿透损耗对信号传输的影响，并采取相应的措施减少损耗。
二.2电磁波的衰减
可以把雨的衰减表示 为降水率R的函数。 降水率取决于液态水 含量和雨滴的降速， 而雨滴的降速又取决 于雨滴的尺寸。
每公里的衰减分贝数为：
r0
∫ KR = [R(r)]a dr 0
X波段
S波段
雨的衰减
总之λ＝10cm（S波段雷达），雨的衰减小 到可以忽略。即使在降水强度为10 mm/h的中雨 时，衰减系数也小于0.02dB/km。当λ＝3.2cm （X波段的雷达），衰减很大，以至于在雷达探 测中必须考虑雨的衰减影响。波长5.7cm的雷达 波的衰减情况介于10cm和3.2cm波长之间，大雨 时有较大的衰减，应该考虑。
衰减对气象雷达信号的不利影响： 一、由于衰减的存在，同一方向上远处降雨的后向 散射的定量测量比近处难得多。－距离 二、如果传输过程的衰减太大，则强吸收区后面的 降雨单元的回波有可能被完全衰减掉。—V缺口
天气雷达需要测定传播路径上衰减大小，从而 通过算法修正来检测出远目标的真实回波强度。
冰雹回波特征：“V”形缺口
湿雪的衰减：湿雪对雷达波的衰减要比干雪 大得多，因为湿雪外面包有一层水膜，其误差截 面将为同体积水球的10倍左右。
冰雹对雷达波的衰减
冰雹的衰减是雨的1％，表面溶化的冰雹情况 不一样。
溶化的冰粒产生更强的后向散射，这一现象 会导致在零度等温线附近出现雷达所发现的“亮 带”，对C波段的雷达会出现“V”字型缺口。（层 状云的零度层亮带）
0
氧气对雷达波的吸收 100
水汽对雷达波的吸收 10-1
λ=1.35：强吸收带。 10-2
0.5cm 氧气吸收线
对于厘米波长的电磁波，水 汽引起的衰减很小，当波长 为10cm时衰减可以忽略。
10-3 1.35cm 水汽吸收线
第三章大气、云、降水对电磁波的衰减-南京大学
如果将具有不同吸收截面的粒子都考虑进去，则
当雷达波经过单位距离( R = 1 )时，则
上式表示的是由于云和降水粒子吸收造成的单位距离上 的电磁波能流密度损失的分贝数，量纲为 。
实际计算时，取N 为 1 m3 中的总数，将量纲改成 以 表示，称为云和降水群的吸收系数，则
，并
类似的，有云和降水粒子群的散射系数
衰减导致功率 的减少，故用 负号“-”表示！
即
接收功率以分贝形式表示时的衰减系数
令
（分贝/距离)
K
实际大气中，雷达波的衰减是由于吸收和散射引起的； 一般地，气体对雷达波的衰减作用主要是吸收，散射可以忽 略(尤其是2 cm以上的雷达, 一般可以忽略大气吸收所造成的衰 减)；大气对雷达波的衰减除了与波长有关以外，还与湿度、温 度、气压有关。
南京大学C波段雷达(NJU_CPOL)观测梅雨
订正前dBZ
订正后dBZ
昆虫回波
订正前ZDR
订正后ZDR
质量控制前后对比 南京大学 C波段雷达(NJU_CPOL)观测梅雨
订正前dBZ 订正后dBZ
订正前ZDR
订正后ZDR
衰减订正结果 NJU_CPOL梅雨RHI观测
dBZ订正前 dBZ订正后
ZDR订正前
C波段雷达和S波段雷达冰雹观测对比
2009年3月27日美国奥克拉荷马州一次冰雹过程
小结-衰减对探测结果的影响
(1)回波的区域面积比实际降水面积小 (2)回波形状畸变(冰雹:V型缺口) (3)回波强中心比实际降水强中心靠近测站,且 强度减弱,次强中心变为强中心 (4)衰减严重时,强雷暴后的弱回波区不可见.
表示的是由于云和降水粒子散射造成的单位距离上的电 磁波能流密度损失的分贝数，量纲为 。
电磁波衰减
[吸收系数]absorption coefficient 又称“衰减系数”当电磁波进入岩石中时，由于涡流的热能损耗，将使电磁波的强度随进入距离的增加而衰减，这种现象又称为岩石对电磁波的吸收作用。
吸收或衰减系数β的大小和电磁波角频率ω、岩石导电率σ、岩石导磁率μ、岩石介电系数ε有关，1)1(2222-+=δωσμεωβ。
在导体中则简化为：2ωμσβ=。
第十六章机械波和电磁波振动状态的传播就是波动,简称波.激发波动的振动系统称为波源16-1机械波的产生和传播1. 机械波产生的条件(1)要有作机械振动的物体,亦即波源.(2)要有能够传播这种振动的介质波源处质点的振动通过弹性介质中的弹性力，将振动传播开去，从而形成机械波。
波动（或行波)是振动状态的传播，是能量的传播，而不是质点的传播。
◆ 质点的振动方向和波的传播方向相互垂直,这种波称为横波.◆ 质点的振动方向和波的传播方向相互平行,这种波称为纵波.2.波阵面和波射线● 在波动过程中,振动相位相同的点连成的面称为波阵面（wave surface）● 波面中最前面的那个波面称为波前（wave front）● 波的传播方向称为波线（wave line）或波射线波面波线平面波球面波3. 波的传播速度由媒质的性质决定与波源情况无关● 液体和气体中纵波传播速度B－介质体变弹性模量ρ－介质密度●在固体中G－介质切变模量Y－介质杨氏模量4.波长和频率● 一个完整波的长度,称为波长.● 波传过一个波长的时间,叫作波的周期● 周期的倒数称为频率.振动曲线波形曲线图形研究对象某质点位移随时间变化规律某时刻，波线上各质点位移随位置变化规律物理意义由振动曲线可知周期T. 振幅A 初相φ0某时刻方向参看下一时刻由波形曲线可知该时刻各质点位移,波长λ，振幅 A只有 t=0 时刻波形才能提供初相某质点方向参看前一质点特征对确定质点曲线形状一定曲线形状随 t 向前平移16-2 平面简谐波波动方程● 前进中的波动,称为行波.● 描述介质中各质点的位移随时间变化的数学函数式称为行波的波动表式(或波动方程)设坐标原点的振动为：O 点运动传到 p 点需用时相位落后所以 p点的运动方程：1.平面简谐波的波动表式定义 k 为角波数又因此下述表达式等价：为波的相位● 波在某点的相位反映该点媒质的“运动状态”，所以简谐波的传播也是媒质振动相位的传播。
电磁波在空气中的衰减公式
电磁波在空气中的衰减公式
电磁波在空气中的衰减公式
电磁波在空气中的衰减公式是描述电磁波在空气中传播过程中衰减的数学公式。
电磁波在空气中传播时，会受到空气分子的散射和吸收，导致电磁波的能量逐渐减弱，这就是电磁波在空气中的衰减。
电磁波在空气中的衰减公式可以用以下公式表示：
I = I0 * e^(-αx)
其中，I表示电磁波的强度，I0表示电磁波的初始强度，α表示衰减系数，x表示电磁波传播的距离。
从公式中可以看出，电磁波的强度随着传播距离的增加而逐渐减弱，衰减系数α越大，电磁波的衰减越快。
电磁波在空气中的衰减与电磁波的频率有关。
在空气中，高频电磁波的衰减比低频电磁波的衰减更快。
这是因为高频电磁波的波长更短，与空气分子的相互作用更强，导致更快的衰减。
电磁波在空气中的衰减也与空气的湿度有关。
在湿度较高的环境中，水分子会吸收电磁波的能量，导致电磁波的衰减更快。
电磁波在空气中的衰减是电磁波传播过程中不可避免的现象。
在实际应用中，需要根据电磁波的频率、传播距离和环境条件等因素，选择合适的传输方式和设备，以保证电磁波传输的质量和可靠性。
雷达方程与电磁波衰减公式
雷达方程与电磁波衰减公式雷达方程设雷达发射机功率为Pt，当雷达为全向辐射雷达时，与雷达的距离为R处任一点的功率密度St为雷达反射功率Pt与球表面积4ΠR2之比为了增加在某方向上的辐射功率密度，雷达通常采用方向性天线，其中天线增益G和有效面积A之间的关系。
（2）其中G为天线增益，A为有效面积，为所用波长。
除此之外增益和天线的方位以及仰角波束宽度的关系式为：式中K≤1，且取决于天线的物理孔径形状，θa、θe分别为天线的方位和仰角波束宽度（单位:rad）。
因此在自由空间，在雷达天线增益为Gt的辐射方向上，距离雷达天线为R的目标的功率密度为：目标受到电磁波的照射，因其散射特性将产生散射回波。
散射功率的大小和目标所在点的发射功率密度S1和目标的散射截面积σ有关。
若假定目标可将接收到的回拨能量无损耗地辐射出，就得到了目标的散射功率为：假设目标将散射回波全向辐射，同时为收发共用天线，那么接收天线的回波功率密度为：如果雷达接收天线的有效接受面积为Ar，则天线增益和有效面积之间的关系满足公式2，接收回波的功率：其中为目标雷达截面积，Pt为发射功率，R为距离。
从上述接收功率公式可以看出，接收的回波功率反比于目标与雷达之间的距离的四次方。
接收的功率必须超过最小可检测信号功率Simin，雷达才能够可靠的发现目标，当等于Simin时，就可得到雷达检测该目标的最大作用距离Rmax。
当为单极地脉冲雷达时，它的关系式为。
将其化为距离的公式为：电磁波衰减公式电磁波公式：c=λf。
c：波速(光速是一个常量，真空中约等于3×10^8m/s) 单位：m/s。
f：频率λ：波长（单位：m）电磁波是由同向且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波，是以波动的形式传播的电磁场，具有波粒二象性。
由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面。
电磁波在真空中速率固定，速度为光速。
电磁辐射衰减
电磁辐射衰减
电磁辐射衰减是指电磁波在传播过程中能量的损失。
电磁辐射的衰减主要与以下三个因素相关：
1. 距离：电磁波的能量随着距离的增加而衰减。
根据电磁衰减定律，电磁波的能量衰减与传播距离的平方成反比关系。
2. 频率：不同频率的电磁波在传播过程中的衰减程度不同。
高频电磁波在传播过程中的衰减相对较快，而低频电磁波的衰减程度较小。
3. 材料和环境：不同材料和环境对电磁波的衰减有不同的影响。
某些材料对特定频率的电磁波具有吸收能力，从而减少其传播能量。
同时，环境的介电常数和导电性也会对电磁波的衰减产生影响。
电磁辐射衰减的具体计算可以通过衰减公式或模型来进行，根据传播距离、频率和材料参数进行计算。
电磁辐射衰减的研究对于评估电磁辐射的传播范围和强度，以及设计和优化无线通信系统等具有重要意义。
电磁波 感应场 衰减公式
电磁波感应场衰减公式
电磁波在空间中传播时，其场强会随着距离的增加而逐渐减弱，这种现象被称为电磁波的衰减。
衰减的程度取决于电磁波的频率、传播介质以及传播距离等多种因素。
在感应场中，电磁波的衰减公式通常采用指数函数形式来描述。
具体来说，当电磁波穿过空气或其他介质时，其场强E随距离x的增加而按指数规律减小，可以用公式E=E0e^(-αx)来表示。
其中，E0是电磁波在源头处的场强，α是衰减系数，它与电磁波的频率、介质的电导率、磁导率以及介电常数等参数有关。
衰减系数α越大，电磁波的衰减就越快。
这意味着高频电磁波比低频电磁波更容易被吸收和散射，因此其传播距离更短。
此外，不同介质对电磁波的衰减程度也不同。
例如，金属对电磁波的屏蔽效应较强，因此电磁波难以穿透金属障碍物。
电磁波的衰减公式在无线通信、电子工程等领域有着广泛的应用。
例如，在设计无线通信网络时，需要考虑电磁波在传播过程中的衰减和干扰等因素，以确保信号的稳定传输。
同时，在电子工程中，也需要考虑电磁波的衰减对电路性能的影响，以选择合适的电路元件和布线方式。
总之，电磁波的衰减公式是描述电磁波在空间中传播过
程中的重要规律之一。
它反映了电磁波在不同介质中传播时的衰减程度，对于无线通信、电子工程等领域具有重要的指导意义。
辐射衰减和非辐射衰减
辐射衰减和非辐射衰减辐射衰减和非辐射衰减引言在通信领域，信号传输的距离是一个重要的考虑因素。
随着距离的增加，信号会经历不同形式的衰减。
其中，辐射衰减和非辐射衰减是两种常见的信号衰减形式。
一、辐射衰减1.1 定义辐射衰减是指当电磁波从天线传输到接收器时，由于电磁波能量在空间中扩散而导致信号强度逐渐降低的现象。
1.2 影响因素（1）天线高度：天线高度越高，发射功率越大，接收到的信号强度就越大。
（2）频率：频率越高，电磁波能量就越容易被空气分子吸收而导致信号强度下降。
（3）障碍物：建筑物、山脉等障碍物会阻挡电磁波传播，导致信号强度下降。
1.3 表达方式辐射衰减通常用分贝（dB）来表示。
单位为dBm表示功率级别时，正常情况下，每增加3dBm，功率就翻倍。
二、非辐射衰减2.1 定义非辐射衰减是指信号在传输过程中由于介质的吸收、散射、反射等因素而导致信号强度逐渐降低的现象。
2.2 影响因素（1）介质：不同介质对电磁波的吸收能力不同，导致信号强度下降不同。
（2）频率：频率越高，电磁波在介质中的散射和吸收就越明显，导致信号强度下降越快。
（3）距离：信号传输距离越远，非辐射衰减就越大。
2.3 表达方式非辐射衰减通常用分贝（dB）来表示。
单位为dBm表示功率级别时，正常情况下，每增加3dBm，功率就翻倍。
三、辐射衰减和非辐射衰减的区别3.1 定义区别辐射衰减是指电磁波在空间中扩散导致信号强度逐渐降低的现象；非辐射衰减是指信号在介质中吸收、散射、反射等因素导致信号强度逐渐降低的现象。
3.2 影响因素区别辐射衰减主要受天线高度、频率和障碍物的影响；非辐射衰减主要受介质、频率和距离的影响。
3.3 表达方式区别辐射衰减和非辐射衰减都用分贝（dB）来表示，但影响因素不同，所以表达方式也有所不同。
结论在实际通信应用中，辐射衰减和非辐射衰减都是不可避免的问题。
为了保证信号传输的质量，需要对其进行合理的预估和控制。
同时，在设计通信系统时也需要考虑到这两种衰减形式对系统性能的影响，从而选择合适的天线高度、频率等参数，提高通信系统的可靠性和稳定性。
玻璃对电磁波的衰减
玻璃对电磁波的衰减玻璃是一种常见的材料，具有透明、坚固等特点，在日常生活中得到了广泛的应用。
然而，玻璃对电磁波的传播却存在一定的衰减现象。
本文将从电磁波的性质、玻璃的结构以及玻璃对电磁波的影响等方面进行探讨，以期更好地理解玻璃对电磁波的衰减。
我们来了解一下电磁波的性质。
电磁波是由电场和磁场相互作用而形成的一种波动现象，具有一定的振幅、频率和波长。
根据频率的不同，电磁波可以分为不同的类型，如无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。
这些电磁波在自然界和科技应用中起着重要的作用。
接下来，我们来了解一下玻璃的结构。
玻璃是由无定形的硅酸盐或硅酸盐混合物制成的，其中主要成分是二氧化硅（SiO2）。
玻璃的结构呈非晶态，没有明确的晶格结构。
这种非晶态结构使得玻璃具有透明的特性，并且对不同波长的光具有一定的折射和透射能力。
当电磁波传播到玻璃中时，会发生一系列的相互作用和衰减过程。
首先，电磁波会进入玻璃表面，然后根据波长的不同，一部分电磁波会被玻璃表面反射回去，而另一部分则会进入玻璃内部。
进入玻璃内部的电磁波会与玻璃分子发生相互作用，导致电磁波的能量被吸收和散射。
玻璃对电磁波的衰减程度与电磁波的波长密切相关。
一般来说，对于长波长的电磁波，如无线电波和微波，玻璃的衰减作用较小，能够较好地透过玻璃。
而对于短波长的电磁波，如紫外线、X射线和γ射线，玻璃的衰减作用较大，只能透过一部分波长范围内的电磁波。
玻璃对电磁波的衰减主要是由于以下几个原因。
首先，玻璃中的分子结构会对电磁波的传播产生阻碍，使得电磁波的能量逐渐减弱。
其次，玻璃中的杂质和缺陷也会对电磁波的传播产生干扰，使得电磁波的能量发生散射和吸收。
此外，玻璃的折射率也会对电磁波的传播产生一定影响，不同的折射率会导致电磁波的传播速度和方向发生改变。
需要注意的是，对于可见光这个波长范围，玻璃通常是透明的，因为可见光的波长范围与玻璃的分子结构和折射率相匹配，能够较好地穿过玻璃。
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[吸收系数]absorption coefficient 又称“衰减系数”当电磁波进入岩石中时，由于涡流的热能损耗，将使电磁波的强度随进入距离的增加而衰减，这种现象又称为岩石对电磁波的吸收作用。
吸收或衰减系数β的大小和电磁波角频率ω、岩石导电率σ、岩石导磁率μ、岩石介电系数ε有关，1)1(2222-+=δωσμεωβ。
在导体中则简化为：2ωμσβ=。
第十六章机械波和电磁波振动状态的传播就是波动,简称波.激发波动的振动系统称为波源16-1机械波的产生和传播1. 机械波产生的条件(1)要有作机械振动的物体,亦即波源.(2)要有能够传播这种振动的介质波源处质点的振动通过弹性介质中的弹性力，将振动传播开去，从而形成机械波。
波动（或行波)是振动状态的传播，是能量的传播，而不是质点的传播。
◆质点的振动方向和波的传播方向相互垂直,这种波称为横波.◆质点的振动方向和波的传播方向相互平行,这种波称为纵波.2.波阵面和波射线●在波动过程中,振动相位相同的点连成的面称为波阵面（wave surface）●波面中最前面的那个波面称为波前（wave front）波面波线●波的传播方向称为波线（waveline）或波射线平面波球面波3. 波的传播速度由媒质的性质决定与波源情况无关●液体和气体中纵波传播速度B－介质体变弹性模量ρ－介质密度●在固体G－介质切变模量中Y－介质杨氏模量4.波长和频率●一个完整波的长度,称为波长.●波传过一个波长的时间,叫作波的周期●周期的倒数称为频率.振动曲线波形曲线图形研究对象某质点位移随时间变化规律某时刻，波线上各质点位移随位置变化规律物理意义由振动曲线可知周期T. 振幅A 初相φ0某时刻方向参看下一时刻由波形曲线可知该时刻各质点位移,波长λ，振幅A只有t=0 时刻波形才能提供初相某质点方向参看前一质点特征对确定质点曲线形状一定曲线形状随t 向前平移16-2 平面简谐波波动方程●前进中的波动,称为行波.●描述介质中各质点的位移随时间变化的数学函数式称为行波的波动表式(或波动方程)设坐标原点的振动为：O 点运动传到p点需用时相位落后所以p点的运动方程：1.平面简谐波的波动表式定义k 为角波数又因此下述表达式等价：为波的相位●波在某点的相位反映该点媒质的“运动状态”，所以简谐波的传播也是媒质振动相位的传播。
设t 时刻x处的相位经dt 传到（x+dx）处，则有于是得到——相速度（相速）简谐波的波速就是相速2.行波动力学方程将平面波的波函数对空间和时间求导，可得——波动方程。
各种平面波所必须满足的线性偏微分方程若y1，y2 分别是它的解，则（y1＋y2）也是它的解，即上述波动方程遵从叠加原理。
3.波动方程推导（以一维纵波为例）取棒中任一小质元原长dx，质量为dm=ρSdx 受其它部分的弹性力为f 和f+df质元的运动学方程为：根据弹性模量的定义：代入运动方程得：结论：任何物理量只要满足上述方程，则它一定按波的形式传播。
而且对时间偏导数系数的倒数就是波速的平方。
16-3 波的能量波的强度●当弹性波传播到介质中的某处时,该处原来不动的质点开始振动,因而具有动能,同时该处的介质也将产生形变,因而也具有势能以弹性棒中的简谐横波为例来分析：有一行波：质元的速度质量为Δm 的媒质其动能为：1. 波的能量单位体积媒质中弹性势能等于弹性模量与应变平方乘积的一半代入上式得在ΔV 体积内其势能为：总机械能为：2. 波动能量的推导振动系统：系统与外界无能量交换。
波动质元：每个质元都与周围媒质交换能量。
定义：能量密度＝单位体积内的总机械能特征：能量密度随时间周期性变化，其周期为波动周期的一半.能量“一堆堆”地传播定义：平均能量密度（对时间平均)3.波的强度能流P—单位时间内垂直通过某一截面的能量称为波通过该截面的能流，或叫能通量。
设波速为u，在Δt 时间内通过垂直于波速截面ΔS 的能量:w—能量密度所以能流为：能流随时间周期性变化，总为正值在一个周期内能流的平均值称为平均能流通过垂直于波动传播方向的单位面积的平均能流称为平均能流密度，通常称为能流密度或波的强度。
（声学中声强就是上述定义之一例）能流密度是单位时间内通过垂直于波速方向的单位截面的平均能量。
能流密度是矢量，其方向与波速方向相同4.波的吸收波通过媒质时，一部分能量要被媒质吸收。
造成吸收的因素：①内摩擦：机械能→热运动能（不可逆）；②热传导：疏部、密部有温差，发生热交换，机械能→热运动能（不可逆）；③分子碰撞：非弹性碰撞使分子规则振动能→分子内部无规则的转、振能（不可逆）。
对平面波：设α = const则：∵I∝A2∴α称为媒质的吸收系数与媒质的性质有关;与波的频率有关.α固< α液< α气(趴在铁轨上听远处火车声)例: 对5MHz 的超声波在钢中α = 2/m, 前进1.15m 强度衰减为百分之一.在空气中α = 500/m, 前进4.6mm 强度衰减为百分之一.超声波探伤：●ω↑则α↑ (广场上有乐队,你在远处只听到大鼓声)空气中低频波可传得很远。
16-4 声波●在弹性介质中如果波源所激起的纵波的频率,在20Hz 到20000Hz 之间,就能引起人的听觉,在这频率范围内的振动称为声振动,由声振动所激起的纵波称为声波频率高于20000Hz 的机械波叫作超声波；频率低于20Hz 的机械波叫作次声波特点：1. 频率范围广特超声超声可听声次声—穿透力特强、用于研究大气、海洋、地壳2. 传播介质广（各种气、液、固、等离子体…)穿透力强（与原子、电子、空穴、位错、…均作用）是探索物质结构三大技术之一（声学电磁粒子作用）3.与其它学科相互渗透，应用面广超声学、次声学、语言声学、生理声学、噪声学……次声武器：与人体器官（固有频率3~17Hz）共振。
口语操纵机器人、声纹测定、声纳、噪声温度计…...既古老、又前沿的学科声波1.声压(sound pressure)●媒质中有声波传播时的压力(压强)与无声波传播时的静压力之差称为声压。
●稀疏区声压为负，稠密区声压为正值。
由于疏密的周期性，声压也是周期变化。
设在弹性媒质中有一平面余弦纵波，ρ为密度, u 为声速可得：其中声压振幅：2.声强(intensity of sound)●声强就是声波的平均能流密度。
即单位时间内通过垂直于传播方向单位面积的声波能量。
●正常人耳的听觉范围：20 < ν < 20000 HzI下< I < I上人的耳朵对空气中1 kHz 的声音：------闻阈------痛阈声阈3. 声强级(sound intensity level)由于可闻声强的数量级相差悬殊，通常用声强级来描述声强的强弱。
规定声强I0=10-12瓦/米2 作为测定声强的标准定义声强级L 为：单位:分贝(dB)例: 树叶沙沙响:10 dB.耳语: 20 dB.正常谈话: 60 dB.繁忙街道: 70 dB.摇滚乐: 120 dB.聚焦超声波: 210 dB.每条曲线描绘的是相同响度下不同频率的声强级●超声波胎儿的超声像（计算机处理过的假彩色图）蝙蝠超声波定位(10万赫兹)犀牛次声波亲昵交流（5赫兹）16-6惠更斯原理波的衍射,反射和折射1.惠更斯原理---在波的传播过程中,波阵面(波前)上的每一点都可看作是发射子波的波源,在其后的任一时刻,这些子波的包迹就成为新的波阵面.t 时刻和t+Δt 时刻波面平面波球面波利用这个原理，可通过作图法确定下一时刻的波前位置。
2.波的衍射·当波在传播过程中遇到障碍物时,其传播方向绕过障碍物发生偏折的现象,称为波的衍射.例如：a↓，λ↑→衍射明显水波通过窄缝时的衍射16-7波的叠加原理波的干涉驻波1.波的叠加·若有几列波同时在介质中传播，则它们各自将以原有的振幅、频率和波长独立传播；在几列波相遇处，质元的位移等于各列波单独传播时在该处引起的位移的矢量和。
这种波动传播过程中出现的各分振动独立地参与叠加的事实称为波的叠加原理·能分辨不同的声音正是这个原因；叠加原理的重要性在于可以将任一复杂的波分解为简谐波的组合。
·当波强度过大时，如爆炸产生的冲击波，不满足线性方程，这时叠加原理不适用。
2.波的干涉·干涉现象-满足相干条件的两列波在空间任一点相遇时,在空间某些点处,振动始终加强,而在另一些点处,振动始终减弱或消失,这种现象称为干涉现象相干条件：①频率相同；②振动方向相同；水波盘中水波的干涉③有固定的相位差。
两列波干涉的一般规律留待在后面光的干涉中再去分析。
下面研究一种特殊的、常见的干涉现象——驻波3.驻波（standing wave）两列相干的行波沿相反方向传播而叠加时，就形成驻波，它是一种常见的重要干涉现象。
·驻波的表达式设有两列相干波，分别沿X轴正、负方向传播，选初相位均为零的表达式为：其合成波称为驻波其表达式：利用三角函数关系求出驻波的表达式：——不具备传播的特征它表示各点都在作简谐振动，各点振动的频率相同，是原来波的频率。
但各点振幅随位置的不同而不同。
一维驻二维驻①振幅：各处不等大，出现了波腹（振幅最大处）和波节（振幅最小处）。
相邻波节间距λ/2，测波节间距可得行波波长。
波腹的位置：波节的位置为：②相位：相位中没有x 坐标，故没有了相位的传播。
驻波是分段的振动。
相邻段振动相位相反·驻波的能量讨论：·在波节处相对形变最大，势能最大；在波腹处相对形变最小，势能最小。
势能集中在波节。
·当各质点回到平衡位置时，全部势能为零；动能最大。
动能集中在波腹。
·能量从波腹传到波节，又从波节传到波腹，往复循环，能量不被传播。
它是媒质的一种特殊的运动状态，稳定态。
16-8多普勒效应（Doppler effect）观察者接受到的频率有赖于波源或观察者运动的现象，称为多普勒效应。
约定：(1)波源不动,观察者以速度相对于介质运动v S = 0 ，v R≠ 0，v R >0( R 接近S)频率升高v R <0( R 远离S)频率降低(2) 观察者不动,波源以速度相对于介质运动水波的多普勒效应（波源向左运动）多普勒效应测速警察用多普勒测速仪测速超声多普勒效应测血流速2.电磁波的多普勒效应·电磁波如光，也有多普勒效应，光与接收器的相对速度决定接收器接收的频率。
可以用相对论(相对性原理和光速不变原理)证明：当光源和接收器在同一直线上运动时,其速度为V 观察者所接收到的频率为：上下符号分别对应光源与接收器相向和背离的情况。
当光源远离接收器时，接收到的频率变小，因而波长变长，这种现象叫做“红移”。
如来自星球与地面同一元素的光谱比较，发现几乎都发生红移。