第5讲 视距传播(1)

一定需要很多的菲涅尔带，可只取第一菲涅尔带面积的
1/3即可。
在PQ两点间插入一块假想的无限大平面S，它垂直
于PQ连线，这相当于以无限大的球面包围波源Q，因此
可在S面上划分菲涅尔带，
1
r1
d
2
2
r2
d
2
2
(3)
r d n 2 n n
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自由空间电波传播的菲涅尔区
超短波和微波波段的无线电波，由于频率很高，电 波沿地面传播时衰减很大，遇到障碍时绕射能力很弱， 不能利用地波传播方式；高空电离层又不能将其反射回 地面，因而又不能利用天波传播方式。通常是利用视距 传播方式。
视距传播是指在发射天线和接收天线能相互“看见” 的距离内，电波直接从发射点传到接收点（有时包括地 面反射波）的一种传播方式。按收发天线所处的空间位 置不同，视距传播基本可分为三类：
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平面上菲涅尔带
图中ρn，rn及d均分别远大于波长。因d和λ都是常 数，所以ρn+rn=d+nλ/2=常数。若S面平移，这些点 的轨迹正是以Q、P为焦点的旋转椭球面，这些旋转椭球 面所包围的空间区域就称为菲涅尔区。
生的场强振幅就愈小，因此B2<B1。同理Z3的辐射场又 削弱了Z2的场从而使P点的场强增强。其余各环带作用依 次类推，尽管相邻两环带在P点的场强有180°的相位差，
且其振幅又相差的很小，但二者场强却不能完全抵消。
随着环带数目的增多，P点场强呈波动变化，但波动幅
度越来越小。
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上每一点都是一个进行二次辐射球面波（子波）的波源， 而下一个波面就是前一个波面所辐射的子波波面的包络 面。
后来菲涅尔发展了这个原理，认为波在传播过程中， 空间任一点的辐射场，是包围波源的任意封闭面上所有 点的二次波源发出的子波在该点相干叠加的结果。 这就是惠更斯─菲涅尔原理。
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第一菲涅尔带Z1是一小凸圆面，从其中心与其边缘 到达P点的波程差为λ/2，由它辐射到P点的场强，可以 看成是许多幅度相同、相位由零到π依次变化的诸矢量 之和，其总矢量长度等于一个半圆弧由起点至终点的长 度B1。
用类似方法可求出第二菲涅尔带Z2辐射场的矢量长 度B2。因相邻菲涅尔带在P点产生的辐射场相位是相反的， 所以，当计及Z2的作用后，P点的场强削弱了。
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宙飞行器间的电波传播等。 无论是地面上的或地对空的视距传播，其传播途径
至少有一部分是在对流层中；此外，当电波在低空大气 层中传播时，还可能受到地表面自然的或人为的障碍物 的影响，将会引起电波的反射、散射或绕射现象。因此， 电波总是在实际的媒质中传播的。人们常把在真空中进 行的“自由空间传播”这种理想情况，作为研究实际传 播问题的起点。
在收发天线之间的电波传播所经历的空间，存在着 对传输电磁能量起主要作用的空间区域，称为传播主区。 若在这一区域中符合自由空间的传播条件，则可认为电 波是在自由空间内传播。 菲涅尔区
在17世纪惠更斯首先提出，波在传播过程中，波面 EMW Propagation Engineering 4/29
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第五讲 视距传播（1）
2016, April. 6
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内容安排
自由空间电波传播的菲涅尔区 地面对电波传播的影响
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由于各带上二次波源在P点产生的场强，与射线行程
（r0+nλ/2）及角度α（各环带面元法线与该点至P点的 射线间的夹角）有关，S面上半径越大的环带，在P点产
①是指地面上的视距传播，例如中继通信、电视、 广播以及地面上的移动通信等。
②是指地面与空中目标如飞机、通信卫星等之间的 视距传播、
③是指空间飞行体之间的视距传播，如飞机间、宇
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由于级数中每一项与它相邻两项算数平均值相差甚
小，且
lim
n
Bn
0，所以上式可近似为
B0
B1 2
(2)
即是说第一菲涅尔带Z1在P点产生的辐射场近似为自由空 间场强的两倍。若要使P点场强等于自由空间场强，不
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第四讲─天波传播（2）
传输特性：慢衰落、快衰落， 多径时延 工作频率的选择与确定：三原则
传输损耗的估算：Lb、Lbf、Lg、La、Lp等 特殊现象：静区及越距现象、回波现象 短波传播的基本特点：5个 中波：频段，传播方式 广播波段：频段，划分（3个区）
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如此所有菲涅尔带在P点产生的总场强振幅，可以用
n项收敛级数之和来表示，其中正、负号表示相位的变
化，即
B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6
B1 2
B1 2
B2
B3 2
B3 2
B4
B5 2
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菲涅尔波带示意图
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