电波传播概论
微波天线与技术课程报告汇总
微波天线与技术课程报告汇总《微波技术与天线》课程考察报告姓名：专业班级：学号：指导老师：许焱平绪论1．微波技术是研究微波信号的产生、传输、变换、发射、接收和测量的一门学科，它的基本理论是经典的电磁场理论，研究电磁波沿传输线的传播特性有两种分析方法。
一种是“场”的分析方法，即从麦克斯韦方程出发，在特定边界条件下解电磁波动方程，求得场量的时空变化规律，分析电磁波沿线的各种传输特性；另一种是“路”的分析方法，即将传输线作为分布参数电路处理，用克希霍夫定律建立传输线方程，求得线上电压和电流的时空变化规律，分析电压和电流的各种传输特性。
2．微波的定义：把波长从1m 到0.1mm 范围内的电磁波称为微波。
微波波段对应的频率范围为: 300MHz ～3000GHz 。
在整个电磁波谱中，微波介于超短波与红外线之间，是频率最高的无线电波，它的频带宽度比所有普通无线电波波段总和宽1000倍。
一般情况下，微波又可划分为分米波、厘米波和毫米波和亚毫米四个波段。
3．微波具有如下主要特点：（1)似光性；（2)穿透性；（3)宽频带特性；（4)热效应特性；（5）散射特性；（6）抗低频干扰特性；（7）视距传输特性；（8）分布参数的不确定性；（9）电磁兼容和电磁环境污染。
4．微波技术的主要应用：（1)在雷达上的应用；（2)在通讯方面的应用；（3)在科学研究方面的应用；（4)在生物医学方面的应用；（5)微波能的应用。
f λ31081051010(m)(Hz)3103231063109-13101210-43101510-73101810-10无线电波宇宙射线射频目录绪论 (1)目录 (2)一、均匀传输线理论 (3)二、规则金属波导 (4)三、微波集成传输线……………………5四、微波网络基础 (5)五、微波元器件 (6)六、天线辐射与接收的基本理论 (7)七、电波传播概论 (8)八、线天线 (9)九、面天线 (10)十、微波应用系统 (11)心得体会 (12)本课程我们共学习了十章，主要学习了均匀传输线理论、规则金属波导、微波集成传输线、微波网络基础、微波元器件、天线辐射与接收理论、电波传播概论、线天线、面天线、微波应用系统。
微波技术与天线复习知识要点
微波技术与天线复习知识要点绪论●微波的定义：微波是电磁波谱介于超短波与红外线之间的波段,它属于无线电波中波长最短的波段;●微波的频率范围：300MHz~3000GHz ,其对应波长范围是1m~●微波的特点要结合实际应用：似光性,频率高频带宽,穿透性卫星通信,量子特性微波波谱的分析第一章均匀传输线理论●均匀无耗传输线的输入阻抗2个特性定义：传输线上任意一点z处的输入电压和输入电流之比称为传输线的输入阻抗注：均匀无耗传输线上任意一点的输入阻抗与观察点的位置、传输线的特性阻抗、终端负载阻抗、工作频率有关;两个特性：1、λ／2重复性：无耗传输线上任意相距λ／2处的阻抗相同Z in z= Z in z+λ／22、λ／4变换性: Z in z- Z in z+λ／4=Z02证明题：作业题●均匀无耗传输线的三种传输状态要会判断1.行波状态：无反射的传输状态▪匹配负载：负载阻抗等于传输线的特性阻抗▪沿线电压和电流振幅不变▪电压和电流在任意点上同相2.纯驻波状态：全反射状态▪负载阻抗分为短路、开路、纯电抗状态3.行驻波状态：传输线上任意点输入阻抗为复数●传输线的三类匹配状态知道概念▪负载阻抗匹配：是负载阻抗等于传输线的特性阻抗的情形,此时只有从信源到负载的入射波,而无反射波;▪源阻抗匹配：电源的内阻等于传输线的特性阻抗时,电源和传输线是匹配的,这种电源称之为匹配电源;此时,信号源端无反射;▪共轭阻抗匹配：对于不匹配电源,当负载阻抗折合到电源参考面上的输入阻抗为电源内阻抗的共轭值时,即当Z in=Z g﹡时,负载能得到最大功率值;共轭匹配的目的就是使负载得到最大功率;●传输线的阻抗匹配λ／4阻抗变换P15和P17●阻抗圆图的应用与实验结合史密斯圆图是用来分析传输线匹配问题的有效方法;1.反射系数圆图：Γz=|Γ1|e jΦ1-2βz= |Γ1|e jΦΦ1为终端反射系数的幅度,Φ=Φ1-2βz是z处反射系数的幅角;反射系数圆图中任一点与圆心的连线的长度就是与该点相应的传输线上某点处的反射系数的大小;2.阻抗原图点、线、面、旋转方向：➢在阻抗圆图的上半圆内的电抗x＞0呈感性,下半圆内的电抗x＜0呈容性;➢实轴上的点代表纯电阻点,左半轴上的点为电压波节点,其上的刻度既代表r min又代表行波系数K,右半轴上的点为电压波腹点,其上的刻度既代表r max又代表驻波比ρ;➢|Γ|=1的圆图上的点代表纯电抗点;➢实轴左端点为短路点,右端点为开路点,中心点处是匹配点;➢在传输线上由负载向电源方向移动时,在圆图上应顺时针旋转,；反之,由电源向负载方向移动时,应逆时针旋转;3.史密斯圆图：将上述的反射系数圆图、归一化电阻圆图和归一化电抗圆图画在一起,就构成了完整的阻抗圆图;4.基本思想：➢特征参数归一阻抗归一和电长度归一；➢以系统不变量|Γ|作为史密斯圆图的基底；➢把阻抗或导纳、驻波比关系套覆在|Γ|圆上;●回波损耗、功率分配等问题的分析✓回波损耗问题：1.定义为入射波功率与反射波功率之比通常以分贝来表示,即Lrz=10lgP in／Pr dB对于无耗传输线,ɑ=0,Lr与z无关,即Lrz=-20lg|Γ1| dB2.插入损耗：定义为入射波功率与传输功率之比3.|Γ1|越大,则| Lr |越小；|Γ1|越小,则| L in|越大;P21:有关回波损耗的例题例1-4✓功率分配问题：1.入射波功率、反射波功率和传输功率计算公式反映出了它们之间的分配关系;P192.传输线的传输效率：η=负载吸收功率／始端传输功率3.传输效率取决于传输线的损耗和终端匹配情况第二章规则金属波导●导波系统中的电磁波按纵向场分量的有无,可分为TE波、TM波和TEM波三种类型;知道概念➢TEM波：导行波既无纵向磁场有无纵向电场,只有横向电场和磁场,故称为横电磁波;E z=0而H z=0➢TM波E波：只有纵向电场,又称磁场纯横向波;E z≠0而H z=0➢TE波H波：只有纵向磁场,又称电场纯横向波;E z=0而H z≠0●导行条件：k c＜k时,f＞f c为导行波;●矩形波导、圆波导主要模式的特点及应用✧矩形波导：将由金属材料制成的、矩形截面的、内充空气的规则金属波导称为矩形波导;1)纵向场分量E z和H z不能同时为零,不存在TEM波;2)TE波：横向的电波,纵向场只有磁场;➢TE波的截止波数k c,➢矩形波导中可以存在无穷多种TE导模,用TE mn表示;➢最低次波形为TE10,截止频率最低;3)TM波➢TM11模是矩形波导TM波的最低次模,其他均为高次模;4)主模TE10的场分布及其工作特性➢主模的定义：在导行波中截止波长最长截止频率最低的导行模➢特点：场结构简单、稳定、频带宽和损耗小等;✧圆波导：若将同轴线的内导体抽走,则在一定条件下,由外导体所包围的圆形空间也能传输电磁能量,这就是圆形波导;➢应用：远距离通信、双极化馈线以及微波圆形谐振器等;➢圆形波导也只能传输TE和TM波形;➢主模TE11,截止波长最长,是圆波导中的最低次模;圆波导中TE11模的场分布与矩形波导的TE10模的场分布很相似,因此工程上容易通过矩形波导的横截面逐渐过渡变为圆波导;即构成方圆波导变换器;➢圆对称TM01模：圆波导的第一个高次模,由于它具有圆对称性故不存在极化简并模;因此常作为雷达天线与馈线的旋转关节中的工作模式;➢低损耗的TE01模：是圆波导的高次模式,它与TM11模是简并模;它是圆对称模,故无极化简并;当传输功率一定时,随着频率升高,管壁的热损耗将单调下降;故其损耗相对于其他模式来说是低的,故可将工作在此模式下的圆波导用于毫米波的远距离传输或制作高Q值的谐振腔;●熟悉模式简并概念及其区别1.矩形波导中的E-H简并：对相同的m和n,TE mn和TM mn模具有相同的截止波长或相同的截止频率;虽然它们的场分布不同,但是具有相同的传输特性;2.圆波导中有两种简并模：➢E-H简并：TE0n模和TM1n模的简并➢极化简并模：考虑到圆波导的轴对称性,因此场的极化方向具有不确定性,使导行波的场分布在φ方向存在cosmφ和sinmφ两种可能的分布,它们独立存在,相互正交,截止波长相同,构成同一导行模的极化简并模;●熟悉矩形波导壁电流分布及应用●波导激励的几种类型1.电激励2.磁激励3.电流激励●方圆波导转换器的作用圆波导中TE11模的场分布与矩形波导的TE10模的场分布很相似,因此工程上容易通过矩形波导的横截面逐渐过渡变为圆波导;即构成方圆波导变换器;第三章微波集成传输线●带状线、微带线的结构及特点1.带状线：➢是由同轴线演化而来的,即将同轴线的外导体对半分开后,再将两半外导体向左右展平,并将内导体制成扁平带线;➢主要传输的是TEM波;可存在高次模;➢用途：替代同轴线制作高性能的无源元件;➢特点：宽频带、高Q值、高隔离度➢缺点：不宜做有源微波电路;2.微带线：➢是由双导体传输线演化而来的,即将无限薄的导体板垂直插入双导体中间,再将导体圆柱变换成导体带,并在导体带之间加入介质材料,从而构成了微带线;微带线是半开放结构;➢工作模式：准TEM波●带状线、微带线特征参数的计算会查图➢带状线和微带线的传输特性参量主要有：特性阻抗Z0、衰减常数ɑ、相速v p和波导波长λg ●介质波导主模及其特点➢主模HE11模的优点：a)不具有截止波长；b)损耗较小；c)可直接由矩形波导的主模TE10激励;第四章微波网络基础●熟练掌握阻抗参量、导纳参量、转移参量、散射参量结合元件特性和传输参量的定义P84-P93➢阻抗矩阵Z➢导纳矩阵Y➢转移矩阵A➢散射矩阵S➢传输矩阵T●掌握微波网络思想在微波测量中的应用三点法的条件➢前提条件：令终端短路、开路和接匹配负载时,测得的输入端的反射系数分别为Γs,Γo和Γm,从而可以求出S11, S12, S22;第五章微波元器件●匹配负载螺钉调配器原理、失配负载；衰减器、移相器作用➢匹配负载作用：消除反射,提高传输效率,改善系统稳定性；➢螺钉调配器：螺钉是低功率微波装置中普遍采用的调谐和匹配原件,它是在波导宽边中央插入可调螺钉作为调配原件;螺钉深度不同等效为不同的电抗原件,使用时为了避免波导短路击穿,螺钉·都设计成为了容性,即螺钉旋入波导中的深度应小于3b/4b为波导窄边尺寸;➢失配负载：既吸收一部分微波功率又反射一部分微波功率,而且一般制成一定大小驻波的标准失配负载,主要用于微波测量;➢衰减器,移相器作用：改变导行系统中电磁波的幅度和相位；●了解定向耦合器的工作原理P106➢定向耦合器是一种具有定向传输特性的四端口元件,它是由耦合装置联系在一起的两对传输系统构成的;➢利用波程差;●熟练掌握线圆极化转换器的工作原理及作用●了解场移式隔离器的作用P122➢根据铁氧体对两个方向传输的波型产生的场移作用不同而制成的;●了解铁氧体环行器的分析及作用P123➢环行器是一种具有非互易特性的分支传输系统;第六章天线辐射与接收的基本理论第七章电波传播概论●天波通信、地波通信、视距波通信的概念1.天波通信：指自发射天线发出的电波在高空被电离层反射后到达接收点的传播方式,也成为电离层电波传播;主要用于中波和短波波段2.地波通信：无线电波沿地球表面传播的传播方式;主要用于长、中波波段和短波的低频段;3.视距波通信：指发射天线和接收天线处于相互能看见的视距距离内的传播方式;地面通信、卫星通信以及雷达等都可以采用这种传播方式;主要用于超短波和微波波段的电波传播●天线的作用●无线电波传输是产生失真的原因无线电波通过煤质除产生传输损耗外,还会使信号产生失真——振幅失真和相位失真两个原因：1.煤质的色散效应：色散效应是由于不同频率的无线电波在煤质中的传播速度有差别而引起的信号失真;2.随机多径传输效应：会引起信号畸变;因为无线电波在传输时通过两个以上不同长度的路径到达接收点;接收天线收到的信号是几个不同路径传来的电场强度之和;。
(第六章)电波传播概论
式中，h1和h2的单位为米。 视距传播时, 电波是在地球周围的大气中传播的, 大气对电波
产生折射与衰减。 由于大气层是非均匀媒质, 其压力、温度与湿 度都随高度而变化, 大气层的介电常数是高度的函数。
天线 与电波传播
在标准大气压下, 大气层的介电常数εr随高度增加而减小，
并逐渐趋近于1, 因此大气层的折射率n= 随高度的增加而减 小。若将大气层分成许多薄片层, 每一薄层是均匀的, 各薄层的 折射率n随高度的增加而减小。这样当电波在大气层中依次通过 每个薄层界面时, 射线都将产生偏折, 因而电波射线形成一条向 下弯曲的弧线， 如图 6-4 所示。
② 当工作波长λ和两天线高度h1和h2都不变时, 接收点场强随
两天线间距的增大而呈波动变化, 间距减小，波动范围减小，如 图6-7所示。
天线 与电波传播
图 6 – 6 接收点场强随天线高度的变化曲 图 6 –7 接收点场强随间距d的变化曲 线
天线 与电波传播
③ 当两天线高度h1和h2和间距d不变时, 接收点场强随工作波
图 6 – 8 接收点场强随工作波长λ的变化曲线
天线 与电波传播
6.3 天波传播
天波传播通常是指自发射天线发出的电波在高空被电离层 反射后到达接收点的传播方式, 有时也称电离层电波传播, 主要 用于中波和短波波段。
1. 电离层概况
电离层是地球高空大气层的一部分, 从离地面60km的高度 一直延伸到1000 km的高空。由于电离层电子密度不是均匀分 布的, 因此, 按电子密度随高度的变化相应地分为D, E, F1, F2四 层, 每一个区域的电子浓度都有一个最大值, 如图 6- 9所示。 电 离层主要是太阳的紫外辐射形成的, 因此其电子密度与日照密 切相关——白天大, 晚间小, 而且晚间D层消失; 电离层电子密 度又随四季不同而发生变化。 除此之外, 太阳的骚动与黑子活 动也对电离层电子密度产生很大影响。
《电波传播》PPT课件
0.2
0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
/ (°)
200 180 160 140 120 100 80 60 40 20
0 0
H3.0
V3.0
10 20 30 40 50 60 70 80 90
/ (°)
(a)
(b)
干土的反射系数
精选课件ppt
25
当Δ很小时，将 r 2H1H2 代入下式
F02
1 3
F12
（5）
，根据定义，有
F00.577F10.577
d1d2
d
（6）
由上式可见，当距离d一定时，波长愈小，则传播主区
的半径愈小，菲涅耳椭球区也就愈长，最后蜕化为一直线，
这就是几何光学中“光线沿直线传播”的证明
精选课件ppt
1144
地面对电波传播的影响
地质的电特性：介电常数，电导率，磁导率 地球表面的物理结构：地形起伏、植物以及人为建
(12)
精选课件ppt
28
【例】 某通信线路，工作波长λ=0.05m，通信距离 d＝50km,发射天线架高H1=100m。若选接收天线架 高H2=100m，在地面可视为光滑平面地的条件下， 接收点的E/E1=？今欲使接收点场强为最大值，调整 后的接收天线高度是多少（应使调整范围最小）？
解 地面反射波与直接波之间的相位差为
| E/ E1 | | E/ E1 |
2 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 d/ 104 m
(a)
1.8 1.6
1.4 1.2
1
0.8
0.6
0.4
电视传播概论考试题(含答案)
电视传播概论考试题（综合版含答案）一、名词解释广播电视: 泛指通过无线电波或导线向广大地区或特定范围传播声音、图像节目的大众传播媒介。
其中只播送声音的称为“电声广播”简称广播，同时播出声音和图象的，称为“电视广播”简称“电视”。
有线电视：是指利用宽频线缆组成传输分配网络，把电视节目传送给观众的电视广播方式。
蒙太奇: 在影视制作的后期，将拍摄下来的许多镜头按照一定的要求，重新排列、组织、编辑在一起的一种镜头组接。
被人称为蒙太奇。
两方面意思：一是镜头组接的技巧手段，二是视听语言的思维方式。
收视率：是指特定电视覆盖区内观众收视具体节目的数量标志，是描述电视节目拥有观众数量多寡的一种相对的统计指标，通常用百分比表示。
电视制度：或称电视体制，是一国电视事业所赖以建立和组成的所有制形式和结构方法二、简答题1．介绍三个有世界影响的电视机构？（1）CBS—哥伦比亚广播公司。
美国三大商业广播电视公司之一，经费来自广告收入。
节目以新闻和娱乐性节目为主，收视率长时期占三大广播公司首位。
（2）CNN—有线电视新闻网。
最具有当前电视即时化、全球化传播特点的频道。
节目以直播为主，24小时不间断地重复部分新闻内容，世界各地的电视观众随时都能对当天的要闻及时地了解。
（3）BBC—英国广播公司。
被看作是全世界广播的典范。
1927年创立，为各阶层广大听众提供高质量服务，拥有高水平的节目主持人，被认为是一个“深孚众望、才华横溢的完美的群体。
” BBC的信誉主要来自它的新闻报道，报道一直遵循准确与公正的准则并在国际上成为准确与公正准则的代名词。
英国广播公司世界台（BBC—WORLD）是英国广播公司集团的子公司，是美国有线新闻网的一个强有力的竞争对手。
它的节目几乎覆盖了五大洲。
它每天24小时不间断地播出新闻节目。
英国广播公司世界台不收取用户特许权使用费，也不接受国家的补贴，完全靠商业收入来支持自己的运营费用。
（4）NBC——全国广播公司（National Broadcasting Company），简称NBC，美国三大商业广播电视公司之一，原为美国无线电公司（RCA）子公司。
电波传播的基础知识PPT文档共50页
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
电波传播的基础知识
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
•
7、心急吃不了热汤圆。
•
8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
•
10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
电波传播原理
电波传播原理
电波传播原理是指电磁波在空间中传播的方式和规律。
电磁波包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等，它们在传播时具有相同的物理性质。
电磁波的传播需要介质的支持，可以是气体、液体、固体或真空。
在传播过程中，电磁波会通过周期性的变化产生电场和磁场，形成电磁场的波动。
电磁波的传播速度是一个重要的参数，通常用光速来表示。
在真空中，电磁波的传播速度为299,792,458米/秒。
在不同的介质中，电磁波的传播速度会发生变化，根据介质的不同，传播速度会减小或增大。
电磁波的传播具有直线传播和衍射传播两种方式。
直线传播指的是电磁波在空间中传播的直线路径，不会发生弯曲或偏折。
衍射传播是指电磁波在遇到边缘或障碍物时发生弯曲和扩散，改变传播方向。
电磁波的传播还受到频率和波长的影响。
不同频率和波长的电磁波具有不同的传播特性。
低频电磁波会更容易穿透建筑物和其他障碍物，但传播范围较短；高频电磁波传播范围更广，但对障碍物的穿透能力较差。
总而言之，电波传播原理是通过介质支持电磁波在空间中传播的方式和规律。
它涉及到电磁场的波动、传播速度、传播方式
以及频率和波长等因素的影响。
电波传播原理是无线通信和广播等电磁波应用的基础。
传播学概论复习重点
传播学概论复习重点传播学概论第一章传播与传播学第一节传播的定义一、共享说传播是传受双方分享信息(结果)。
——施拉姆：我们在传播的时候，是努力想同谁确立“共同”的东西，即我们想共享信息、思想或态度。
二、交流说传播是信息的双向交流(过程)。
——J.霍本：传播是用言语交流思想。
三、影响说传播是传者对受者的影响行为(目的)。
——霍夫兰等：传播是指某个人传递刺激以影响另外一些人的行为的过程。
——沃伦.韦弗：传播是一个心灵影响另一个心灵的全部程序。
四、符号说传播是符号或信息的流动(形式)。
——B.贝尔雷森：所谓传播，是通过大众传播和人际传播的主要媒介……所进行的符号的传送。
传播：人类借助符号和媒介交流信息的行为或过程。
1、传播是人类的活动2、传播是信息的交流和思想感情的沟通3、传播离不开符号和媒介4、传播的目的是希望产生相应的变化第二节传播的类型一、垂直性传播与水平性传播前者：纵向、轴状、自上而下后者：横向、网状、自左而右“防民之口，甚于防川”二、隐蔽性传播与显明性传播前者：传播目的是潜在的、不易觉察的，被巧妙地隐藏在内容和形式之中，接受者通过体味即可悟出传播者的意图。
后者：目的公开、明显，被突出安排在传播的过程之中，不回避传播的意图，并期望在一定时间内做出反应。
三、四分法（五分法还包括了群体传播）1、人内传播即一个人的传播。
非社会传播。
它是个体头脑里的“主我”同“客我”之间的信息交流，相当于“思考”、“独处”。
如：沉思默想、自言自语、自我反省、内心矛盾斗争等。
特点：隐蔽性、内动性和短途性。
2、人际传播即两个或两个以上的人之间借助语言符号、非语言符号进行的传播。
其下限明确，上限模糊，只要没有组织参与其中，其性质不变。
特点：传受关系多熟悉，时有往来。
其中的深层传播处于“熟人圈”；通常以单个面对面为主；信息交流性强，反馈直接、及时、集中。
可用于较短时间内改变他人态度和行为。
◆亲身传播对大众传播有重要影响。
在商品购买阶段：亲身口传的效率上升到90%，而媒体广告作用下降到10%。
电波传播原理资料
电波传播原理资料电波传播原理（英文：Propagation of radio waves）是指电磁波在空间中的传播过程，是无线通信的基础。
电波是一种电磁波，由振动的电场和磁场组成，可以在空气和其他介质中传播。
电波的传播原理包括发射、传播和接收三个主要环节。
本文将详细介绍电波传播的原理及相关知识。
首先，电波的发射是指将电信号转化为电磁波的过程。
电磁波的频率范围很宽，从低频的几赫兹到高频的几百千兆赫兹不等。
不同频率的电磁波在空间中的传播特性也有所不同。
发射源可以是无线电台、移动通信基站、卫星等。
无线电台是指专门发射和接收电波的设备，它可以将电信号转化为电磁波并向四面八方传播。
其次，电波传播是指电磁波在空间中的传播过程。
电波在空气中的传播速度非常快，约为每秒3×10^8米。
电磁波在空间中的传播是个复杂的过程，受到多种因素的影响，包括频率、天线高度、地形、大气状况等。
以无线电通信为例，低频电波的传播距离远，但传输速率低；高频电波的传播距离近，但传输速率高。
地形和大气状况也会影响电波的传播，如山脉和建筑物会造成衰减和阻挡，大气遇到不稳定层时会发生折返传播现象。
最后，电波的接收是指将传播中的电磁波转化为电信号的过程。
接收设备一般包括天线和接收器。
天线是接收电磁波的装置，它能够将电磁波转化为电信号。
不同类型的天线适用于不同频率的电磁波。
接收器是将接收到的电信号转化为可被手机、电视等设备处理的信号。
接收到的电信号可能受到干扰，如多径效应和杂散电波。
为了提高接收质量，常常需要进行信号处理和解调过程。
总结来说，电波传播原理涉及到发射、传播和接收三个环节。
电波发射将电信号转化为电磁波，电波传播是电磁波在空间中的传播过程，电波接收将传播中的电磁波转化为电信号。
电波的传播受到频率、地形、大气状况等因素的影响，也受到技术和设备的限制。
深入了解电波传播原理对于无线通信的设计和优化非常重要。
电波传播基本知识
雷达系统利用电波 传播进行目标探测 和定位
雷达通过发射电波 并接收回波信号， 计算目标距离和位 置
电波传播的稳定性 和可靠性对于雷达 系统至关重要
雷达领域的电波传 播技术不断发展， 提高了探测精度和 距离
卫星定位系统：通过接收来自卫星的信号，实现全球定位和导航
雷达导航：利用雷达发射和接收电波信号，实现精确的定位和导航
传播速度：电波 在真空中的传播 速度等于光速
传播范围：电波的 传播距离取决于发 射功率和频率
干扰因素：电波 传播易受到电磁 干扰的影响
无线电波：通过自 由空间传播，不受 地面障碍物影响
微波：通过大气层 传播，用于卫星通 信和电视广播
红外线：通过物体 表面反射传播，用 于遥控器和感应器
紫外线：通过空气 和物体表面传播， 用于杀菌和消毒
直射传播：电波直接从发射天线直线传播到接收天线，不受障碍物阻挡 反射传播：电波在地面或建筑物等障碍物上反射后传播到接收天线 折射传播：电波在经过不同介质时，由于折射率不同而发生方向改变的传播 多路径传播：电波经过多个路径到达接收天线，产生多径效应
定义：电波在真空中的传播速度等于光速，约为每秒30万公里。 影响因素：电波传播速度受介质影响，在空气、水、土壤等介质中传播速度会有所降低。 传播方式：电波传播包括直线传播、反射、折射、绕射和散射等方式。 与频率的关系：电波传播速度与频率无关，不同频率的电波在同一介质中传播速度相同。
,a click to unlimited possibilities
汇报人：
01
02
03
04
05
06
电波传播是指 电磁波在空间
传播的过程
传播方式：直 射、反射、折
射和透射
电波传播基础PPT课件
S
PtGt
4 d 2
A2
W m2
Pr
4 d
2
A2GtGr Pt
W
第13页/共33页
(9) (10)
传输媒质对电波传播的影响
对于某一传输电路，发射天线输入功率与接收天线
输入功率（满足匹配条件）之比，定义为该电路的传输
损耗L，即
L
Pt Pr
4 d
第18页/共33页
传输媒质对电波传播的影响
❖多径传输 当电波以两个或两个以上不同长度的路径传播到达
接收地点时，则接收天线捡拾的信号是由几个不同路径 传来的电场之和。因路径长度有差别，它们到接收地点 的时间延迟（简称时延）不同。若以τ表示最大传输时 延与最小传输时延之差，若τ值太大就会引起较明显的 信号失真。图2(a)示出了接收点场强是由两条路径传来 的、振幅不等的、相位差φ=ωτ的两个电场叠加。
当接收天线与来波极化匹配并与负载阻抗匹配时，
其接收功率为
Pr
SAe
Pt Gt
4 d 2
2 4
Gr
4 d
2
PtGtGr
(W)
(3)
式中S为坡印廷矢量（W/m2）, Ae为接收天线的有 效面积（m2），Pt为发射天线的输入功率（W），Gt和 Gr分别是发射天线和接收天线的增益，λ为自由空间电 波的波长（m）。
设一天线置于自由空间，在其最大辐射方向上、距 离为d的接收点处产生的场强为
E0
60PtGt d
V m
(1)
pt为发射天线输入功率（W），Gt为发射天线增益， d为距离（m），E0为自由空间场强振幅值。为便于实用， 或写成：
第8页/共33页
微波与天线技术第7章电波传播概论
电波在地球表面传播时，会受到地面的反射和吸收作用，影响传 播效果。
地形地貌的影响
地形地貌的起伏变化会对电波传播产生影响，如山丘、建筑物等障 碍物。
应用场景
移动通信、无线局域网、广播等。
04
电波传播的应用
无线通信
无线通信是电波传播最重要的应 用之一，它利用电磁波在空气中 传播信号，实现远距离的信息传
应用场景
卫星通信、广播、雷达等。
大气中的电波传播
折射与散射
01
电波在大气中传播时，会受到大气中各种粒子的折射和散射作
用，导致传播方向发生改变。
吸收与衰减
02
大气中的水蒸气、氧气、二氧化碳等成分对电波具有吸收作用，
导致能线通信、广播、气象观测等。
地球表面上的电波传播
地面对电波的反射与吸收
随着导航技术的发展，智能交通系统、物流配送等领域也得到了广泛应用，提高了 交通效率和安全性。
05
电波传播的未来发展
电波传播技术的进步
1 2
5G及未来通信技术
随着5G技术的普及，电波传播技术将进一步优 化，实现更高速、更低延迟的数据传输。
毫米波与太赫兹波段的应用
毫米波和太赫兹波段具有大带宽和高速传输的潜 力，未来将广泛应用于电波传播领域。
电磁波的折射
当电磁波从一种介质进入另一种介质时，其 传播方向会发生改变，这种现象称为折射。 折射角与入射角和两种介质的折射率有关。
03
电波传播的介质特性
自由空间的电波传播
传播方式
电波在自由空间中以球面波的方式传播，随着距离的 增加而扩散。
传播特性
电波在自由空间中的传播损耗与频率的平方成正比， 与距离的平方成正比。
3
第7章 电波传播概论
第7章电波传播概论
7.4 地面波传播
一 、概念
无线电波沿地球表面传播的传播方式称为地面波传播。
当天线低架于地面 ， 且最大辐射方向沿地面时 ， 主要是 地面波传播。
在长 、 中波和短波的低频段(几K～几MHz)常用这种传播 方式。
④ 电离层所能反射的频率范围是有限的, 一般是短波范围。 由于波段范围较窄, 因此短波电台特别拥挤, 电台间的干扰很 大 ， 尤其是夜间； 由于电离层吸收减小, 电波传播条件有所改 善, 台间干扰更大。
⑤ 由于天波传播是靠高空电离层的反射, 因而受地面的吸 收及障碍物的影响较小, 也就是说这种传播方式的传输损耗较 小, 因此能以较小功率进行远距离通信。
当超短波 、短波投射到这些不均匀体时 ， 就在其中产生感 应电流 ， 成为一个二次辐射源, 将入射的电磁能量再辐射。
这种再辐射是无序的 ， 随机 方向的辐射 ，称为散射。
通过散射 ， 电波就能到达不 均匀介质团能“看见 ”但发射点 却不能“看见 ”的超视距范围。
第7章电波传播概论
三 、散射通信的特点
几千米或十几千米的近距离通信。
海水的电导率比陆地的高 ， 因此在海面上要比陆地上传得 远的多。
2 、传输质量稳定
由于地表面的电性能及地貌 、地物等并不随时间很快地变 化 ， 并且基本上不受气候条件的影响, 因此信号稳定, 这是地面 波传播的突出优点。
第7章电波传播概论
7.5 不均匀媒质的散射传播
一 、定义 电波在低空对流层或高空电离层下缘遇到不均匀的“介质
1 、损耗大： 散射波相当微弱 ， 传输损耗很大（包括自由 空间传输损耗 、散射损耗 、大气吸收损耗及来自天线方面的损 耗, 一般超过200dB） ， 因此对流层散射通信要采用大功率发 射机 、 高灵敏度接收机和高增益天线。
西安电子科技大学电子信息科学与技术专业培养方案
电子信息科学与技术专业培养方案一、培养目标及规格电子信息科学与技术专业旨在培养爱国进取、创新思辨、具有扎实的数理、计算机及外语基础,具备电子信息方面的基本知识和技能,具有较强的无线电物理与微波、毫米波技术相结合的能力,具有较好的科学素养及一定的研究、开发和管理能力,具有创业和竞争意识,具有国际视野和团队精神,能适应技术进步和社会需求变化的行业骨干和引领者;电子信息科学与技术专业针对不同发展要求的学生,确定专业学术型、工程实践型、就业创业型三种人才培养规格;1.“专业学术型”：在学习的奠基阶段,强调打好数理、计算机及外语基础；在积累成长阶段针对专业学术型的学生进行电子信息基本知识和技能,无线电物理与微波、毫米波技术等方面初步培养；在能力强化阶段进一步加强技术创新和综合设计能力训练并对在该学科方向开展科学研究做好准备;毕业生可报电磁场与微波技术、无线电物理、无线通信等专业的研究生继续深造;2.“工程技术型”：培养具有良好的数理基础和专业基础知识的技术创新与综合设计人才;掌握熟练的专业技能,具有工程素质,动手能力强,毕业生可从事工程技术应用与开发设计工作;3.“就业创业型”：培养不但具有良好的数理基础和专业基础知识而且具备良好的外语沟通能力,知识更新能力,技术创新能力以及管理能力的人才;掌握较好的专业技能及工程素养,动手能力强;毕业生可以从事工程技术应用和管理工作;二、基本要求一知识结构要求本专业按照4年制进行课程设置及学分分配;知识结构要求如下：一、二年级主要学习公共基础课程,主要掌握高等数学、大学物理、外语和电路分析基础等基础知识;三、四年级主要学习专业基础课和专业课,主要包括电磁场与电磁波、微波技术、和微波遥感专业基础知识;使学生通过学习掌握扎实的数理基础和电子信息科学与技术专业方面的专门知识;1. 公共基础知识：具有扎实的高等数学、大学物理、英语、计算机、人文社会科学基础知识;2. 学科基础知识：掌握电路分析基础、信号与系统、模拟电子技术基础、数字电路与逻辑设计、微机原理与系统设计、数学物理方程、数值计算方法的相关专业知识;3. 专业知识：掌握天线原理、量子力学、电磁场理论、电波传播概论、通信原理、微波技术基础的专业知识;4. 实践类知识：具有电波测量实验、电子电磁技术实验、专业特色实验微波应用等的专业知识;5. 能力素质知识：了解电波传播相关专业的最新动态,微波、毫米波天线技术方面的理论前沿,具有天线设计与电磁波测量的实际能力;二能力结构要求通过专业培养,要求学生具有：1. 获取知识的能力：良好的表达能力和社交能力,自学能力较强,并具有扎实的数学、外语基础和较强的计算机应用能力;具备优良的交流沟通能力,有宽阔的国际化视野,具有准确表达思想的语言应用能力;2. 应用知识的能力：具有较强的工程意识和工程素养,具有良好的综合运用电波传播与天线理论、基本技能解决实际问题的能力,具有同电子信息领域“创造、创业、引领”能力;3. 创新能力：通过科学实验与科学思维的训练,使学生具备本学科及跨学科应用研究、技术开发的基本能力,具有创新思维、创新工程实践能力以及独特的科学追求视野;三素质结构要求通过专业培养,要求学生具备：1. 思想道德素质：热爱祖国,拥护中国共产党的领导,掌握毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想和科学发展观基本原理,具有为国家富强、民族振兴而奋斗的志向和责任感,树立科学世界观和为人民服务的人生观；勤奋好学、艰苦奋斗、诚实守信、团结共事、敬业爱岗、热爱劳动、遵纪守法,具有良好的思想品德、社会公德和职业道德,具有“爱国、知礼、诚信”的道德品质和“阳光、进取”的健全人格;2. 人文素质：具有较好的人文、艺术和社会科学素养,准确表达思想的语言和书面优良交流沟通能力；掌握一定的知识产权、经济管理和法律知识,能建立健康的人际关系,积极参加社会实践,适应社会发展和进步；具有宽广的国际视野和跨文化交流、合作的能力以及团队协作精神;3. 专业素质：掌握科学的思维方法和研究方法,提高发现、分析和解决问题的能力,具有较扎实的自然科学基础知识和本专业所必须的基础知识和专业知识；具有严谨的科学态度和求实创新意识,较强的工程素养和效益观念;具备专业知识创新的素质与能力,成为电子信息科学与技术应用领域的创新型人才;4. 身心素质：了解体育运动知识,掌握锻炼身体的技能,养成科学锻炼身体的习惯,达到大学生体育标准；具有面对困难、失败、挫折的良好心理承受能力,以及面对成功、成就不骄不躁的精神面貌;三、学制与学位1. 基本学制：四年2. 学位：理学学士四、专业方向与业务能力一专业方向理工结合,发挥学校电子、学院无线电物理与微波、毫米波技术优势,培养物理学、无线电物理与射频技术相结合的研究应用人才,形成无线电物理和微波、毫米波两个专业方向;二业务能力本专业毕业生可以从事该专业领域系统设计、技术开发等方面的工作;本专业学生通过学习可具备以下几个方面的知识和能力：1. 系统掌握数学、物理学与电子信息科学的基本知识、基本理论和基本技能；2. 掌握无线电物理和微波、毫米波技术方面的基本理论及应用技术；3. 具有将物理信息、电子信息、计算机、单片机等相结合的综合设计和开发应用能力；4. 具有解决无线电物理和微波、毫米波技术中相关问题的能力；5. 了解无线电物理和微波、毫米波技术方面的理论前沿、应用前景、最新发展状态以及相关产业发展状况；6. 掌握中外文资料查询、具备一定的产品设计、实验结果分析、论文撰写、参与学术交流的能力;五、课程构成及安排本专业的本科四年划分为3个阶段来实现对人才培养过程的精细化设计;奠基阶段I打基础、固基阶段,前年,主要注重培养学生对基础知识的牢固掌握,培养内容结构的侧重为：知识A++、能力B、素质C+；此阶段是学生的“入学适应期”,主要目标是完成由中学向大学学习的适应转变,关爱学生尽早适应大学生活和学习,力求让学生在掌握基础知识与技能的基础之上初步塑造阳光、进取的性格;积累成长阶段II知识、能力、素质均衡阶段,中间年：在加强学生知识教育的同时,注重对学生能力素质的综合培养,培养内容结构的侧重为：知识A+、能力B+、素质C+,力求在加强学生知识教育的同时,注重对学生能力素质的综合培养;能力强化阶段III综合能力培养阶段,最后1年,对学生综合能力加强培养,培养内容结构的侧重为：知识A、能力B++、素质C+;此阶段为转型期,为学生下一步的就业创业、攻读学术型硕士、攻读工程型硕士提供选择性培养和训练;第一模块课程：基础课课程名称课程性质课程名称课程性质思想道德修养与法律基础必修马克思主义基本原理必修中国近代史纲要必修毛泽东思想、邓小平理论和中国特色社会主义理论体系概论必修大学英语必修高等数学必修线性代数必修概率论与数理统计必修场论与复变函数必修大学物理必修物理实验必修计算机导论与C语言程序设计必修工程图学与计算机绘图必修大学体育必修第二模块课程：学科基础课课程名称课程性质课程名称课程性质电路分析基础必修电路、信号与系统实验必修信号与系统必修模拟电子技术基础必修数字电路与逻辑设计必修电子线路实验Ⅰ、Ⅱ必修微机原理与系统设计必修第三模块课程：专业课专业核心课课程名称课程性质课程名称课程性质数学物理方程必修数值计算方法必修天线原理必修量子力学必修电磁场理论必修电波传播概论必修通信原理必修微波技术基础必修电波测量实验必修第四模块课程：专业选修课课程名称课程性质课程名称课程性质电磁兼容原理与技术选修单片机原理及应用选修微波遥感基础选修电子电磁技术实验选修专业特色实验微波应用选修DSP技术选修射频电路基础选修电离层传播选修数字信号处理选修对流层传播选修计算物理选修六、主干课程设置体现专业特色的课程主干课程包括：数值计算方法、电路分析基础、计算物理、数学物理方程、信号与系统、模拟电子技术、数字电路与逻辑设计、电磁场与电磁波等;特色课程：微波技术基础、电波传播概论、天线原理、微波遥感基础、电磁兼容原理技术等;1 主干课程先后关系图图2 第一学年课程梯次图图3 第二学年课程梯次图第五学期第六学期电子线路实验电波测量与实验单片机原理及应用现代电磁仿真天线原理电波传播概论微波器件与电路电磁兼容原理技术信号与系统电磁场与电磁波通信原理微波技术基础量子力学图4 第三学年课程梯次图图5 第四学年课程梯次图七、时间分配表在校期间四年共计164教学周,具体安排见表1;表1 每年各教学环节时间分配表以周计八、各教学环节的学时、学分分配表表2 四年各教学环节的学时、学分数分配表九、教学进程计划表一教学进程计划总表表3 电子信息科学与技术专业教学进程计划总表注：1.多种形式包括：作业、课堂讨论、调研实习、案例教学、小论文等;表4 电子信息科学与技术专业“能力素质课程”教学计划安排表注：1.此模块学生毕业的最低学分为22学分,国家英语四级通过后不修校内英语四级;2.“科技制作”为参加能力素质模块中创新能力提升部分的一项科技创新活动或竞赛;二实践教学环节安排表表5 实践教学环节安排一览表三外语四年不断线计划安排表表6 外语不断线计划安排四信息技术或计算机不断线计划安排表表7 信息技术或计算机四年不断线计划安排表十、知识、能力、素质矩阵电子信息科学与技术专业知识、能力、素质矩阵见附表。
电波传播知识点总结
电波传播知识点总结一、电波传播的基本概念1. 电波的概念电波是指一种电与磁场交替振荡并在空间中传播的波动。
它是一种媒介无关的波动，能够在真空中传播，因此在通信中广泛应用。
根据频率的不同，电波可以分为射频波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等不同类型。
2. 电磁波的特性电波是电磁波的一种，具有电场和磁场交替变化的特性。
它们的传播速度为光速，能够穿透大部分非金属物质，因此在通信、雷达、遥感等领域得到广泛应用。
同时，电磁波也具有反射、折射、衍射和干涉等典型波动特性。
3. 电波传播的基本原理电波的传播是通过电磁波在空间中的传播来实现的。
电波的传播通过自由空间传播、大气传播、地面传播和天线辐射等方式，具有一定的传播特性和传播机制。
二、电波传播的传播机制1. 自由空间传播自由空间传播是指电波在真空中的传播，它的传播路径很直线，传播损耗较小。
然而，由于电磁波会受到大气参数、地球曲率、大气湍流等因素的影响，导致传播损耗和衰落。
2. 大气传播大气传播是指电波在大气层中的传播，其传播路径受到大气层折射作用和反射作用的影响。
大气传播存在不可预测的多径效应和多普勒效应，对于通信和雷达系统的设计和优化具有重要意义。
3. 地面传播地面传播是指电波在地面上或近地表的传播，其中包括地面波传播、地堑波传播和地球曲率衍射等传播方式。
地面传播受地形、植被、建筑物等地物影响较大，需要在工程设计中充分考虑。
4. 天线辐射天线辐射是指电波的辐射传播过程，其传播路径可根据发射天线和接收天线的性能进行优化设计。
天线辐射包括方向性辐射、极化辐射和功率辐射等关键技术，与无线通信系统息息相关。
三、电波传播的传播特性1. 传播距离电波的传播距离受频率、功率、天线高度等因素的影响，传播距离可以通过地形、大气状况和天线性能等条件进行合理估算。
传播距离是影响通信质量和传输速率的重要因素。
2. 传播损耗电波的传播损耗是指在传播过程中电波功率的衰减，其主要原因包括自由空间传播损耗、大气传播衰减、地面波散射损耗等。
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。
电波传播基本知识
课程内容
第一章 无线通信基本概念 第二章 移动通信电波传播的几个概念 第三章 移动通信电波传播特性 第四章 移动通信信道与预测
第一章 无线通信的基本概念
第一节 概述 第二节 无线通信中的大气媒质 第三节 无线通信中的电波传播
方式 第四节 无线通信的频段划分与传
播方式
概述
利用电磁波的辐射和传播，经过空间传送信息的通信方式称之为无线电通信（Radio Communication），也称之为无线通信。利用无线通信可以传送电报、电话、传真、 数据、图像以及广播和电视节目等通信业务。
无线电波反射与极化的关系
无线电波反射特性说明
问题1：水平极化能否发生全透射？ 不可能(除非反射面两侧的介质具有不同磁常数)。
问题2：有全透射是否存在全反射？ 全反射是存在的。其是光纤与介质波导存在的物理基础。但其只存在于从光密 媒质到光疏媒质中。移动通信中只有当入射角等于90度存在。
无线电波反射与材料特性的关系
第一章 无线通信的基本概念
第一节 概述 第二节 无线通信中的大气媒质 第三节 无线通信中的电波传播
方式 第四节 无线通信的频段划分与传
播方式
无线通信使用的频段与传播方式
目前无线通信使用的频率从超长波波段到亚毫米波段（包括亚毫米波以下），以至 光波。无线通信使用的频率范围和波段见下表1-1。
只要满足瑞利条件，镜反射分量迅即消失。此时关键特征主要决定于直接波与漫反 射波的平均功率比。
漫反射波平均功率可利用粗糙面电磁散射理论进行严格计算得到的。 其计算的核心是得到莱斯衰落的莱斯因子。其基本计算步骤是：
1. 确定接收天线在相应方向的增益。 2. 查图表以得到归一化莱斯漫反射系数 3. 根据距离、增益与归一化反射系数得出莱斯因子。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
30P E0 r
30PiGi E0 r
第7章电波传播概论
如果接收天线的增益系数为GR, 有效接收面积为Ae, 则在距 离发射天线r处的接收天线所接收的功率为
piGi 2GR pR S0 Ae 2 4r 4
将输入功率与接收功率之比定义为自由空间的基本传输
损耗:
Pi 4r 1 Lbf pR GiGR
第7章电波传播概论
θ=θ′
e jkr E a E0 f ( ) F r
式中，
F 1 R e j[k ( rr ) ]
(h1 h2 )2 (h2 h1 )2 2h1h2 r r 2d 2d d
而
将其代入式（7 2 7）得
F 1 R e j ( k2h1h2 / d )
第7章电波传播概论
A rv
C
B h2
h1
a O
图7-3 视线距离
第7章电波传播概论
两天线互相“看不见”, 距离rv为收、 发天线高度分别为 h2和h1时的视线极限距离, 简称视距。图 7 3 中, AB与地球表
面相切, a为地球半径, 由图可得到以下关系式:
rv 2a ( h1 h2 )
由上式可得到下列结论: ① 当工作波长和收、发天线间距不变时, 接收点场强随天 线高度h1和h2的变化而在零值与最大值之间波动，如图 7 6 所 示。 ② 当工作波长λ和两天线高度h1和h2都不变时, 接收点场 强随两天线间距的增大而呈波动变化, 间距减小，波动范围减 小， 如图 7 7所示。
第7章电波传播概论
将上式取对数得
pi Lbf 10lg pR
32.45 20lg f ( MHZ ) 20lg r(km) Gi (dB) GR (dB)
第7章电波传播概论
由上式可见: 若不考虑天线的因素, 则自由空间中的传输 损耗, 是球面波在传播的过程中随着距离的增大，能量自然扩 散而引起的, 它反映了球面波的扩散损耗。 2. (1) 传输损耗（信道损耗） 电波在实际的媒质（信道）中传播时是有能量损耗的。 这种能量损耗可能是由于大气对电波的吸收或散射引起的 , 也 可能是由于电波绕过球形地面或障碍物的绕射而引起的。在 传播距离、工作频率、发射天线、输入功率和接收天线都相 同的情况下, 设接收点的实际场强E、功率PR′，而自由空间的 场强为E0、功率为PR， 则信道的衰减因子A为
第7章电波传播概论
(3) 无线电波通过媒质除产生传输损耗外, 还会产生失真——
振幅失真和相位失真。产生失真的原因有两个: 一是媒质的色
散效应, 二是随机多径传输效应。 色散效应是由于不同频率的无线电波在媒质中的传播速 度有差别而引起的信号失真。载有信号的无线电波都占据一 定的频带, 当电波通过媒质传播到达接收点时, 由于各频率成
收。 热吸收与小水滴的浓度有关, 谐振吸收与工作波长有关。
另一方面是云、雾、雨等小水滴对电波的散射, 散射衰减与小 水滴半径的六次方成正比, 与波长的四次方成反比。
第7章电波传播概论
当工作波长短于5cm时, 就应该考虑大气层对电波的衰减 , 尤其当工作波长短于 3cm时, 大气层对电波的衰减将趋于严重。 就云、雾、雨、雪对微波传播的影响来说, 降雨引起的衰减最 为严重, 对10千兆赫以上的频率, 由降雨引起的电波衰减在大多 数情况下是可观的。因此在地面和卫星通信线路的设计中都要
大气层对电波的折射
第7章电波传播概论
于电波频率远低于光学频率, 故不能完全按上述几何光学 的观点划分区域。通常把 r ＜ 0.8rv 的区域称为照明区 , 将 r ＞
1.2rv的区域称为阴影区, 而把0.8rv＜r＜1.2rv的区域称为半照明
半阴影区。 2. 大气对电波的衰减主要来自两个方面。一方面是云、雾、 雨等小水滴对电波的热吸收及水分子、氧分子对电波的谐振吸
第7章电波传播概论
合成 场强
f1 (a )
f2 (b )
f3
f
图7-2 多径传输效应
第7章电波传播概论
f
(4)
1
当电波在无限大的均匀、线性媒质内传播时 , 射线是沿直 线传播的。 然而电波传播实际所经历的空间场所是复杂多样的: 不同媒质的分界处将使电波折射、 反射; 媒质中的不均匀体如 对流层中的湍流团将使电波产生散射 ; 球形地面和障碍物将使 电波产生绕射 ; 特别是某些传输媒质的时变性使射线轨迹随机 变化, 使得到达接收天线处的射线入射角随机起伏, 使接收信号 产生严重的衰落。 因此, 在研究实际传输媒质对电波传播的影响问题时, 电波 传播方向的变化也是重要内容之一。
天波传播、 不均匀媒质传播等， 在这些传播方式中, 传输媒质
具有随机性, 因此使到达接收点的各路径的时延随机变化, 致使 合成信号幅度和相位都发生随机起伏。这种起伏的周期很短 ,
信号电平变化很快, 故称为快衰落, 如图 7 -1(b)所示。 这种衰
落在移动通信信道中表现得更为明显。 快衰落叠加在慢衰落之上。在较短的时间内观察时, 前者 表现明显, 后者不易被察觉。信号的衰落现象严重地影响电波 传播的稳定性和系统的可靠性, 需要采取有效措施（如分集接 收等）来加以克服。
分传播速度不同, 因而不能保持原来信号中的相位关系, 引起
波形失真。 至于色散效应引起信号畸变的程度, 则要结合具体 信道的传输情况而定。
第7章电波传播概论
多径传输也会引起信号畸变。 这是因为无线电波在传播时 通过两个以上不同长度的路径到达接收点, 接收天线检拾的信 号是几个不同路径传来的电场强度之和。 设接收点的场是两条路径传来的相位差为φ=ωτ的两个电场 的矢量和。最大的传输时延与最小的传输时延的差值定义为多 径时延τ。对所传输信号中的每个频率成分, 相同的τ值引起不同 的相差。例如对f1，若φ1=ω1τ=π, 则因二矢量反相抵消, 此分量 的合成场强呈现最小值；而对f2, 若φ2=ω2τ=2π, 则因二矢量同相 相加, 此分量的合成场强呈现最大值， 如图 7 2(b)所示。 其余 各成分依次类推。显然, 若信号带宽过大, 就会引起较明显的失 真。所以一般情况下, 信号带宽不能超过1/τ。因此，引入相关 带宽的概念，定义相关带宽:
图 7 – 6 接收点场强随天线高度的变化曲 图 7 –7 接收点场强随间距d的变化曲线
第7章电波传播概论
③ 当两天线高度h1和h2和间距d不变时, 接收点场强随工 作波长λ呈波动变化， 如图 7 8 所示。
总之, 在微波视距通信设计中, 为使接收点场强稳定, 希望
反射波的成分愈小愈好。 所以在通信信道路径的设计和选择 时, 要尽可能地利用起伏不平的地形或地物, 使反射波场强削 弱或改变反射波的传播方向, 使其不能到达接收点, 以保证接 收点场强稳定。
当地面电导率为有限值时, 若射线仰角很小, 则有 RH≈RV≈1
第7章电波传播概论
式中, RH为水平极化波的反射系数; RV垂直极化波的反射系数。 对于视距通信电路来说, 电波的射线仰角是很小的（通常
小于1°）, 所以有
F 1 e
jk 2 h1h2 / d
2h1h2 2 sin( ) d
第7章电波传播概论
2 1 .8 1 .6
设h1为发射天线高度, h2为接收天线高度, d为收、 发天线 间距, E为接收点场强, Eθ1为直射波, Eθ2为反射波。根据上面的
分析,
E=Eθ1+Eθ2
Eθ1=E 0 f(θ)
Eθ2=RE0f(θ′)
e jkr r
e jkr r
式中, R为反射点处的反射系数, R=|R|e jφ, f(θ)为天线方向 函数。 如果两天线间距离d>>h1, h2, 则有
第7章电波传播概论
7.2
所谓视距传播 , 是指发射天线和接收天线处于相互能看见 的视线距离内的传播方式。地面通信、卫星通信以及雷达等都 可以采用这种传播方式。它主要用于超短波和微波波段的电波
传播。
1. 设发射天线高度为 h1、接收天线高度为 h2（图7-3）, 由于 地球曲率的影响, 当两天线A、B间的距离r＜rv时, 两天线互相 “看得见”, 当r＞rv时,
考虑由降雨引起的衰减。
3. 在视距传播中 , 除了自发射天线直接到达接收天线的直射 波外, 还存在从发射天线经由地面反射到达接收天线的反射波， 如图 75 所示。因此接收天线处的场是直射波与反射波的叠加。
第7章电波传播概论
z
h1 d h1
h2
′
图 7 – 5 直射波与反射波
第7章电波传播概论
第7章电波传播概论
在标准大气压下, 大气层的介电常数εr随高度增加而减小， 并逐渐趋近于1, 因此大气层的折射率n=
r 随高度的增加而减
小。若将大气层分成许多薄片层, 每一薄层是均匀的, 各薄层的 折射率n随高度的增加而减小。这样当电波在大气层中依次通 过每个薄层界面时, 射线都将产生偏折, 因而电波射线形成一条
p 2 ( w / m ) S0= 2 4r
功率流密度又可以表示为
第7章电波传播概论
E0 1 s0 Re( E H ) n 2 120
2
由此, 离天线为r处的电场强度E0值为
又假设发射天线是一实际天线, 其辐射功率仍为PΣ, 设它的 输入功率为Pi, 若以Gi表示实际天线的增益系数, 则在离实际天 线r处的最大辐射方向上的场强为
第7章电波传播概论
50 相对 电平 40 30 20 9 :0 0 1 0:00 (a ) 慢衰落 1 1:0 0(小时)
40 30 20 10 1 50 (b ) 快衰落 1 00 (秒)
图 7 – 1 衰落现象
第7章电波传播概论
干涉型衰落主要是由随机多径干涉现象引起的。在某些传 输方式中, 由于收、 发两点间存在若干条传播路径, 典型的如