无线电波传播理论及其应用(吕保维,王贞松著)思维导图
[信息与通信]第7章 电波传播概论
![[信息与通信]第7章 电波传播概论](https://img.taocdn.com/s3/m/bef681bd900ef12d2af90242a8956bec0975a5e9.png)
第7章电波传播概论
(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。 (9) 厘米波:用于多路语音与电视信道, 雷达,卫星遥感,固定及移动卫星信道。 (10) 毫米波:用于短路径通信,雷达,卫 星遥感。此波段及以上波段的系统设备和技术 有待进一步发展。 (11) 亚毫米波:用于短路径通信。
第7章电波传播概论
2. 天波传播 如图8―1―2所示,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。
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。
在各种传播方式中,媒质的 电参数(包括介电常数,磁导率与电 导率)的空间分布和时间变化及边 界状态,是传播特性的决定性因素。
第7章电波传播概论
7.1电波传播的基本概念
1. 无线电波在自由空间的传播 天线置于自由空间中, 假设发射天线是一理想的无方向性天 线, 若它的辐射功率为PΣ瓦, 则离开天线r处的球面上的功率流密 度为
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:
第7章电波传播4) 电波传播方向的变化 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。
《无线传播理论》PPT课件

振 子
电场
磁场
Page 5
电场 电波传输方向
磁场
电场
基本原理-电磁波的传播
• 池塘中的波纹:能量从源点向四周传播,并逐渐减弱 • 电磁波的传播与此类似,不同之处(当辐射源是各向同性的理想点源时):
– 在三维空间以球面波的形式传播 – 传播介质不同,空气、障碍物、反射物
Page 6
基本原理-传播途径
• 空间分集
– 采用主、分集天线接收。主、分集天线的接收信号 不具有同时衰减的特性。基站接收机对一定时间范 围内不同时延信号的均衡能力也是一种空间分集的 形式。
• 极化分集 • 频率分集
– GSM体制采用跳频 – CDMA体制采用扩频技术
Page 13
电波时延扩展
• 起源于反射,主要指到达接收机的主信号和其他多径信号在空间传输时间 差异而带来的同频干扰问题,当多径信号不能被接收机区分时就产生同信 道干扰(CCI),
Page 9
无线传播环境
•电波传播受地形结构和人为环境的影响, 无线传播环境直接决定传播模型的选取。 影响环境的主要因素:
– 自然地形(高山、丘陵、平原、水域) – 人工建筑的数量、分布、材料特性 – 该区域植被特征 – 天气状况
Page 10
地形分类
T
•准平滑地形
表面起伏平缓,起伏高度小于等于20
Classification
Extremely Low Frequency Voice Frequency
Very-low Frequency Low Frequency
Medium Frequency High Frequency
Very High Frequency Ultra High Frequency Super High Frequency Extremely High Frequency
2023教科版必修(3-4)第3章第4节《无线电波的发射传播和接收》ppt

2.电磁波的发射与调制 在电磁波发射技术中,使电磁波随各种信号而改 变的技术叫做调制.调制的装置如图3-4-1所 示.
图3-4-1
(1) 调 幅 : 使 高 频 振 荡 的 振 幅 随 信 号 而 改 变 叫 调 幅.调幅作用见图3-4-2.
图3-4-2 甲:声音信号的波形.乙:高频等幅振荡电流的 波形.丙:经过调幅的高频振荡电流的波形.
【精讲精析】 电磁波的发射过程中,一定要对低 频输入信号进行调制,用开放电路发射.为了有效 地向外发射电磁波,必须使电路开放,A、C、D正 确.而产生电谐振的过程是在接收电路,B不正确. 【答案】 ACD 【方法总结】 处理无线电波发射的题目要把握两 点:①发射条件,②载波信号.
电磁波传播特性的理解
课标定位
学习目标:
1.知道什么样的电磁振荡电路有利于向外发射电磁 波. 2.了解无线电波的发射过程和调制的简单概念,了 解调谐及无线电波接收的基本原理. 重点难点: 1.对本节基本概念的理解. 2.对调谐的理解与无线电波的接收与发射过程的掌 握.
课标定位
课前自主学案
第
4 节
核心要点突破
课堂互动讲练
图3-4-5
【精讲精析】 从题中知,传输无线电广播所用电 磁波波长为550 m,根据波发生明显衍射现象的条 件,已知该电磁波很容易发生衍射现象,绕过山坡 而传播到城市所在的C区,因而不需要转发装置.电 视信号所用的电磁波波长为0.566 m,其波长很短, 衍射现象很不明显,几乎沿直线传播,能传播到山 顶却不能传播到城市所在的C区,要想使信号传到C 区,必须通过建在山顶的转发站来转发.
【方法总结】 收音机的调谐电路,通过改变可 变电容器的电容来改变调谐电路的频率,使它跟 我们要接收的电磁波的频率相同,由于电谐振现 象,只有这个频率的电磁波才在调谐电路中激起 较强的感应电流,而其他频率的电磁波激起的感 应电流都非常弱.
第8章(144)

第 8 章 电波传播
引入衰减因子W后, 则实际传播电道接收点场强为
| E || Emax | W
60PT GT W r
(8.2-13)
相应最大辐射方向上的能流密度pmax和接收功率PA分别为
pmax
PT GT
4π
W2
(8.2-14)
第 8 章 电波传播
PA
4πr
2 w2 PT GT GA
第 8 章 电波传播
在传播距离、 工作频率、 发射天线和发射功率相同的 情况下, 接收点的实际场强|E|和自由空间场强|Emax|之比定 义为该电道的衰减因子W, 即
def
W
E
Emax
(8.2-11)
第 8 章 电波传播
若用dB表示,则W为 W 20 lg E dB Emax
(8.2-12)
第 8 章 电波传播
图8.1-2 地面波传播
第 8 章 电波传播
2. 天波传播(Ionosphere Radio Wave Propagation) 电波自发射天线向天空辐射, 经过空中电离层的 反射或折射后返回地面的无线电波叫天波。 经由这种 方式到达接收点的通信方式称做天波传播, 如图8.1-3 所示。
的模值
时, 可假设透入地层内
部的电波仍是一均匀平面波, 沿法线方向垂直向下传
播, 其场分量具有下述关系:
E2x
0 c
H2y
(8.3-7)
第 8 章 电波传播
式(8.3-7)中忽略了E2z,不过由下面的分析可知, |E2z| <<|E2x|,故该假设是合理的。 将式(8.3-6)的第一个和第三 个等式代入式(8.3-7)中, 可得
第3讲 无线电波传播理论

ε μ
E2
θ θ E1
WdBm XdBm
穿透损耗=X-W=B dB
电磁波穿透墙体的反射和折射
物体阻挡/穿透损耗为:
隔墙阻挡:5~20dB
楼层阻挡:>20dB,
室内损耗值是楼层高度的函数,-1.9dB/层
家具和其它障碍物的阻挡: 2~15dB
厚玻璃: 6~10dB
火车车厢的穿透损耗为:15~30dB
基本原理-传播路径
①建筑物反射波 ②绕射波 ③直达波 ④地面反射波
在一个典型的蜂窝移动通信环境中,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。
无线电波以视距内直射波、反射波和散射为主要传
播方式,大部分情况是移动台附近散射体产生的多个反
射波。这些经过不同传播路径到达接收机的信号将具有
3.3无线电波传播模型
无线传播模型是计算电磁波在传播过程中的传播损耗
的数学模型。
传播模型是十分重要的,是移动通信网规划的基础。
无线电波的传播模型就是通过实际的测量,并借助计 算机,对不同区域的测量结果进行曲线拟合,最终勾 勒出电波在不同地形条件的传播公式。
传播模型的准确与否关系到小区规划是否合理,运营
号,在接收端对不同频率的信号进行合成,利用不同频
率的无线载波的不同路径减少或消除衰落的影响。
由于频率资源的限制,在移动通信系统中一般不
采用这种分集技术。
抗多径衰落技术—分集接收
分集的含义 ������ 接收机对多个携带同一信息且衰落特性相互独立 的接收信号处理后达到克服多径衰落的目的
两种处理方法:
无线传播环境十分复杂,传播方式多种多样,几乎 包括了电波传播的所有过程,如:直射、绕射、反射、 散射。 直射: 直射是无线电波在自由空间传播的方式。自由空间 是一个理想的无限大的空间,是为了减化问题的研究而 提出的一种科学的抽象。在自由空间的传播衰落不考虑 其它衰落因素,仅考虑由能量的扩散而引起的损耗。
无线电波传播的基础知识.课件

无线电波在传播过程中会受到介质的吸收作用,导致能量逐渐衰减。不同的介质 具有不同的衰减系数,因此会影响无线电波的传播距离和信号强度。
04
无线电波的应用领域
通信领域
无线电波在通信领域有着广泛的应用,包括长波通信、中波 通信、短波通信、微波通信等。
长波通信主要用于海底电缆、大地导电等场合,中波通信主 要用于广播、导航等,短波通信主要用于远程通信、广播、 电视等,而微波通信则主要用于现代移动通信、卫星通信等 。
01
02
03
04
无线电波可以在各种介质中传 播,包括空气、水、土壤等。
无线电波的传播速度等于光速 ,不受介质影响。
无线电波的传播距离受发射功 率、天线高度、频率等因素影
响。
无线电波易受到干扰,如其他 电磁波、雷电等。
02
无线电波的传播介质
电离层
01
电离层概述
电离层是地球大气的一个区域,其中包含自由电子和离子。它对于长波
雷达领域
无线电波在雷达领域的应用主要包括 雷达测距、雷达测速和雷达测角等。
雷达通过发射无线电波并接收回波, 可以实现对目标物体的距离、速度、 角度等参数的测量,广泛应用于军事 、航空、气象等领域。
导航领域
01
无线电波在导航领域的应用主要 包括航海导航、航空导航和卫星 导航等。
02
航海导航主要利用长波和超长波 ,航空导航主要利用中波和短波 ,而卫星导航则主要利用微波无 线电波进行定位和导航。
信号相对稳定,但易受到干扰。
无线电波的分类
短波:频率在30-300MHz之间,波长在10-1m之间。 主要用于短距离通信和广播。
信号传输稳定,但传输速率较慢。
无线电波的分类
《无线电波的发射、接收和传播》 讲义

《无线电波的发射、接收和传播》讲义一、无线电波的发现与发展在我们生活的这个充满信息的时代,无线电波扮演着至关重要的角色。
从手机通信到广播电视,从卫星导航到无线网络,无线电波无处不在,为我们的生活带来了极大的便利。
但你是否知道无线电波是如何被发现和发展的呢?早在 19 世纪,英国物理学家麦克斯韦就从理论上预言了电磁波的存在。
而后,德国物理学家赫兹通过实验成功地证实了电磁波的存在,并测量了电磁波的波长和频率,为无线电技术的发展奠定了基础。
随着时间的推移,科学家们不断地探索和研究,无线电技术得到了迅猛的发展。
从最初的简单无线电通信,到如今的复杂的无线通信网络,无线电波的应用领域不断扩大,技术也越来越先进。
二、无线电波的发射要实现无线电通信,首先要将需要传输的信息加载到无线电波上进行发射。
那么,无线电波是如何发射出去的呢?无线电波的发射需要一个发射机,它主要由振荡器、放大器和天线组成。
振荡器产生高频振荡电流,这就是我们所说的载波。
而要传输的信息,比如声音、图像或数据,通过调制器加载到载波上,使载波的某些特性(如振幅、频率或相位)随着信息的变化而变化。
其中,常见的调制方式有调幅(AM)和调频(FM)。
调幅是使载波的振幅随着信息信号的变化而变化,而调频则是使载波的频率随着信息信号的变化而变化。
天线是将调制后的无线电波发射出去的重要部件。
天线的形状和尺寸会影响无线电波的发射方向和强度。
为了增强发射效果,有时会使用定向天线,将无线电波集中向特定的方向发射。
三、无线电波的传播无线电波发射出去后,就会在空间中传播。
那么,它们是如何传播的呢?无线电波的传播方式主要有地波传播、天波传播和空间波传播。
地波传播是指无线电波沿着地球表面传播。
这种传播方式适合中波和长波,因为它们的波长较长,能够绕过障碍物,并且在地面上的衰减较小。
例如,一些中波广播电台就是通过地波传播来覆盖较大的区域。
天波传播是指无线电波通过电离层的反射和折射进行传播。
无线电波的传播机制及应用

无线电波的传播机制及应用无线电波是一种电磁波,具有电磁场和磁场交替变化的特性。
它是由电磁振荡器产生的,通过空气或其他介质传播。
无线电波的传播机制可以分为直达传播、地面反射传播、天线散射传播等几种主要方式。
直达传播是无线电波从发射天线直接传播到接收天线,两者之间没有障碍物的阻挡。
这种传播方式适合在平坦的地形或开放的水域进行,传播路径较为直接,信号传输效果较好。
地面反射传播是指无线电波遇到地面或建筑物等大体积障碍物时,一部分波被反射回来进行传播。
这种传播方式可以使无线电波绕过障碍物,扩大信号覆盖范围,提高传输的可靠性。
天线散射传播是指无线电波在抵达障碍物时,发生散射现象。
一部分波经过多次散射后传播到接收天线,这种传播方式适合在城市或山区等多建筑物密集、地形复杂的地方使用。
无线电波的应用十分广泛。
首先,通信领域是无线电波的重要应用领域之一。
通过调制和解调,将信息转换为无线电波信号,并通过无线电设备传输和接收这些信号,在无线通信领域实现了信息的远距离传输,例如广播、电视、手机通信等。
其中,移动通信技术的发展使得人们可以在任何时间、任何地点进行语音通话和数据传输。
其次,无线电波在导航和定位系统中也发挥重要作用。
全球定位系统(GPS)就是一种基于卫星发射的无线电波的接收和传输的系统。
通过接收地球上多颗卫星发送的无线电波,可以实时计算出接收器的位置和时间信息。
另外,无线电波还广泛应用于遥感、雷达、安全检测等领域。
遥感系统利用卫星或飞机上的传感器,将从地球表面反射回来的无线电波信号转化为图像,从而获取地球表面的各种信息。
雷达利用无线电波的散射和回波原理,可以用于天气预报、航空交通管制、军事侦察等领域。
安全检测领域利用无线电波进行人身安全检测,如金属探测器和机场安检设备等。
总之,无线电波作为一种重要的电磁波,具有传播远、能穿透障碍物、传输速度快等优点,因此在通信、导航、遥感、雷达等领域得到了广泛应用。
随着科技的不断发展,无线电波的应用将会进一步拓宽,为人们的生活带来更多便利。
《无线电波的发射、接收和传播》课件1

解析 该题考查电磁波的发射过程.电磁波的发射过程中, 一定要对低频输入信号进行调制,用开放电路发射.为了有 效地向外发射电磁波,必须使电路开放,A、C、D正确.而 产生电谐振的过程是在接收无线电波,B不正确.
答案 BD
借题发挥 记住波长越长衍射能力越强,波在各种介质中传 播时频率不变,传播速度公式v=λf是解题的关键.
【变式2】 下列说法正确的是
( ).
A.发射出去的电磁波,可以传到无限远处
B.无线电波遇到导体,就可以在导体中激起同频率的 振荡电流
C.波长越短的电磁波,越接近直线传播
D.移动电话是利用无线电波进行通信的
(2)高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制方式叫调频, 电台的立体声广播和电视中的伴音信号,采用调频波.
解调是调制的逆过程
声音、图象等信号频率相对较低,不能转化为电信号直接 发射出去,而要将这些低频信号加载到高频电磁波信号上 去.将声音、图象信号加载到高频电磁波上的过程就是调 制.而将声音、图象信号从高频信号中还原出来的过程就 是解调.
二、无线电波的分类 λ≥1毫米的电磁波叫无线电波. 无线电波可以分成若干波段
波段 长波
波长
频率
30 000~3 10~100千赫 000米
传播方式 地波
主要用途
超远程无线 电通讯和导 航
续表
中波 中短波 短波
3 000~ 200米
100~1 500千赫
200~ 1 500~6 000千 50米 赫
正确理解调谐的作用
世界上有许许多多的无线电台、电视台及各种无线电信号, 如果不加选择全部接收下来,那必然是一片混乱,分辨不 清.因此接收信号时,首先要从各种电磁波中把我们需要 的选出来,通常叫选台.在无线电技术中利用电谐振达到 该目的.
无线电波传播基础理论-PPT文档资料27页

Location P robablity %
-70 -74 -78 -82 -86 -90 -94 -98 -102 -106 -110
1.8 传播模型
• 总体而言GSM1800MHz频段的覆盖比GSM900M频段要差一些:
– Okumura – Hata公式中GSM1800M频段的路径损耗比GSM900M频段大
9.79dB
– 功率预算中GSM1800M频段MS发射功率比GSM900M频段小3dB(各自 分别为30dBm和33dBm)
– 50m长 7/8” 电缆损耗差值为0.97dB – GSM1800与GSM900相比较,所有以上各项给出了 13.77 dB差值 • 但实际的场强测量和1800M频段的模型校正发现平均差值并没有这么大 – 通常 Okumura – Hata模型1800M频段的修正因子比900M频段小3~6dB。
1.1 研究电波传播特性的必要性
• 无线电波传播特性的研究和了解是移动通信网络规划和建设的基础,从 频段的确定、频率分配、无线电波的覆盖范围、计算通信概率及系统 间的电磁干扰,直到最终确定无线设备的参数,都必须依靠对电波传 播特性的研究、了解和据此进行的场强预测。
• 无线电波传播与工作频率有关,如450MHz、900MHz和1800MHz的电 波传播特性差别很大;
1805-1850MHz(BS)
CDMA
825-835MHz (MS) 870-880MHz (BS)
由上表可以看出移动通信频段位于UHF频段范围内,是以空 间波的方式进行传输的。
1.3 dB概念的介绍
• Calculations in dB (deci-Bel) • logarithm ic, relative scale
电波传播

150~1500MHz 30 ~200m 1 ~10m 1 ~20km
无线电波传播模型
COST231-Hata模型
Lp=46.3+33.9×log(f)-13.82×log(hb)-a(hm)+ [44.9-6.55×log(hb)]×Log(d)+Cm
无线电波基本原理
电波的各种传播方式 • 散射传播 当天线辐射出去的电波,投射到那些不均匀体的时候, 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,这种传播称为散射传播。 • 空间波传播-(移动通信的主要方式) 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。
无线电波传播特性
多普勒频移 在移动通信中,当移动台移向基站时,频率变高,远离基 站时,频率变低,即 “多普勒效应” 。 最大多普勒频移 fm 与载波频率 fc 及接收机最大移动速度 vm相关: fm= fc vm /C,其中C为无线电波传播速度。 如发射机的载波频率为910MHz, • 以步行速度1.33m/s移动由此引起的最大多普勒频移为 ±4Hz; • 以60英里/小时的速度移动,则多普勒频移将增加到能的几个主要指标:
• 传送的功率指的是发射机所发射的能量。拥有较高的传输功 率将有助于压制它的频带内其他的干扰信号,但是有较高传 输功率的设备也可能耗电较多,同时对别的信号的干扰也加 强。 • 灵敏性指的是在信道中可以被接收机接受的最弱信号的测量 值。数值愈低的那台接收机的设备就愈好,前提要求所有的 制造商和标准都用相同的参考值(如包丢失率)来定义灵敏 度。 • 信道是对无线通信中发送端和接收端之间的通路的一种形象 比喻,信道有一定的带宽,同时也有信道质量的衡量。