电波传播
(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。
通信导论第五章电波传播
短波波段都可以利用天波传播方 250
式，目前，它仍是无线电远程通
信的主要传播方式之一。电离层 0 大致可分为 D、E、F1、F2四层。
F1 E O
0.5
F2
1.0
1.5
N(电子/cm3)106
各电离层高度及平均电子密度
层名
D E F1 F2
离地面高度 He（km）
60～90
90～150
150～200
当天线低架于地面时（天线架设高度小于波长时，称为低
架天线），且最大辐射方向是沿地表面，这时电波传播的 主要途径就是地面波传播，也叫地表波或地波传播。
电波沿地表面传播时，电磁波的能量不断被地面所吸收，
因此地面上的场强要比自由空间传播时小得多，能量的衰
减数值与地面的电参数有关，同时也和电波的频率及极化
方向有关。
2.季节变化：由于不同季节太阳照射不同， 故下一图般表夏示季出电电子离密层度的大日于夜冬和季 季，节但变化F2层。例外，
3. 受太阳活动影响的变化
电离层的日夜和季节变化
N 电子密度
N 电子密度
F2
日出
F2
日落
日出
日落
F1
E
E
D
D
0
4 8 12 16 20 24
0
4
8 12 16 20 24 t(时间)
t(时间)
a 夏季
b 冬季
电离层受太阳活动影响的变化
太阳活动性一般以太阳一年的平均黑子数来代表，黑子数目增加时，
太阳所辐射的能量增强，因而各层电子密度大。黑子的数目每年都在
变化，但是根据长期观察证明，它的变化也是有一定规律的，从图可
以看出太阳黑子的变化周期大约是11年，因此电离层的电子密度也与 这11年变化周期有关。
电波主要传播方式
电波主要传播方式2008-06-05 11:25:45 作者：不详电波传输不依靠电线，也不象声波那样，必须依靠空气媒介帮它传播，有些电波能够在地球表面传播，有些波能够在空间直线传播，也能够从大气层上空反射传播，有些波甚至能穿透大气层，飞向遥远的宇宙空间。
任何一种无线电信号传输系统均由发信部分、收信部分和传输媒质三部分组成。
传输无线电信号的媒质主要有地表、对流层和电离层等，这些媒质的电特性对不同波段的无线电波的传播有着不同的影响。
根据媒质及不同媒质分界面对电波传播产生的主要影响，可将电波传播方式分成下列几种：地表传播对有些电波来说，地球本身就是一个障碍物。
当接收天线距离发射天线较远时，地面就象拱形大桥将两者隔开。
那些走直线的电波就过不去了。
只有某些电波能够沿着地球拱起的部分传播出去，这种沿着地球表面传播的电波就叫地波，也叫表面波。
地面波传播无线电波沿着地球表面的传播方式，称为地面波传播。
其特点是信号比较稳定，但电波频率愈高，地面波随距离的增加衰减愈快。
因此，这种传播方式主要适用于长波和中波波段。
天波传播声音碰到墙壁或高山就会反射回来形成回声，光线射到镜面上也会反射。
无线电波也能够反射。
在大气层中，从几十公里至几百公里的高空有几层“电离层”形成了一种天然的反射体，就象一只悬空的金属盖，电波射到“电离层’就会被反射回来，走这一途径的电波就称为天波或反射波。
在电波中，主要是短波具有这种特性。
电离层是怎样形成的呢？原来，有些气层受到阳光照射，就会产生电离。
太阳表面温度大约有6000℃，它辐射出来的电磁波包含很宽的频带。
其中紫外线部分会对大气层上空气体产生电离作用，这是形成电离层的主要原因。
电离层一方面反射电波，另一方面也要吸收电波。
电离层对电波的反射和吸收与频率(波长)有关。
频率越高，吸收越少，频率越低，吸收越多。
所以，短波的天波可以用作远距离通讯。
此外，反射和吸收与白天还是黑夜也有关。
白天，电离层可把中波几乎全部吸收掉，收音机只能收听当地的电台，而夜里却能收到远距离的电台。
无线电波的传播方式
无线电波的传播方式一、无线电波的传播方式无线电波以每秒三十万公里的速度离开发射天线后，是经过不同的传播路径到达接收点的。
人们根据这些各具特点的传播方式，把无线电波归纳为四种主要类型。
1）地波，这是沿地球表面传播的无线电波。
2）天波，也即电离层波。
地球大气层的高层存在着“电离层”。
无线电波进入电离层时其方向会发生改变，出现“折射”。
因为电离层折射效应的积累，电波的入射方向会连续改变，最终会“拐”回地面，电离层如同一面镜子会反射无线电波。
我们把这种经电离层反射而折回地面的无线电波称为“天波”。
3）空间波，由发射天线直接到达接收点的电波，被称为直射波。
有一部分电波是通过地面或其他障碍物反射到达接收点的，被称为反射波。
直射波和反射波合称为空间波。
4）散射波，当大气层或电离层出现不均匀团块时，无线电波有可能被这些不均匀媒质向四面八方反射，使一部分能量到达接收点，这就是散射波。
在业余无线电通信中，运用最多的是“天波”传播方式，这是短波远距离通信向必要条件。
空间波和散射波的运用多见于超高频通信，而地波传播“般只用于低波段和近距离通信。
二、电离层与天波传播1．电离层概况在业余无线电中，短波波段的远距离通信占据着极重要的位置。
短波段信号的传播主要依靠的是天波，所以我们必需对电离层有所了解。
地球表面被厚厚的大气层包围着。
大气层的底层部分是“对流层”，其高度在极区约为九公里，在赤道约为十六公里。
在这里，气温除局部外总是随高度上升而下降。
人们常见的电闪雷鸣、阴晴雨雪都发生在对流层，但这些气象现象一般只对直射波传播有影响。
在离地面约10到50公里的大气层是“同温层”。
它对电波传播基本上没有影响。
离地面约50到400公里高空的空气很少流动。
在太阳紫外线强烈照射下，气体分子中的电子挣脱了原子的束缚，形成了自由电子和离子，即电离层。
由于气体分子本身重量的不同以及受到紫外线不同强度的照射，电离层形成了四个具有不同电子密度和厚度的分层，每个分层的密度都是中间大两边小。
电波传播标准
电波传播标准
电波传播标准是指在电磁波传播的过程中，对于电磁波的频率、功率、传播路径和接收条件等方面的规定和要求。
电波传播标准主要由各个国家或地区的电信管理机构制定和管理，其目的是确保无线电通信设备的正常运行，并避免对其他设备和人员造成干扰和危害。
电波传播标准涉及到多个方面，包括以下几个主要内容：
1. 频率范围：规定了不同频段的使用范围和频率间隔，以保证不同系统之间的频谱资源充分利用和相互之间的干扰控制。
2. 功率限制：规定了设备在不同频段下允许的最大发射功率，以保证对其他设备和周围环境的干扰控制。
3. 传播路径要求：规定了不同地域和环境下的传播路径特性，例如建筑物、山地、海洋等环境对电磁波传播的影响。
4. 接收条件：规定了设备接收电磁波的条件，例如灵敏度、截断频率等，以确保设备能够正确接收到所需的信号。
除了以上主要内容，电波传播标准还可能包括设备技术要求、设备测试和认证要求等方面的规定。
对于无线电通信设备的设计、制造和使用，遵守电波传播标准是非常重要的，以确保设备的性能和安全。
第13章__电波传播
电道的传输损耗：
发射天线输入功率与接收天线输出功率（满足 匹配条件）之比，即
Pin 4 r 2 1 L ( ) 2 PL A Gr G L L L0 LF Gr GL dB
在路径传输损耗 Lb 为客观存在的前提下，降 低传输损耗L的重要措施就是提高收、发天线的增 益系数。
因此，频率越低，绕射能力越强。
衰减损耗、衰落 媒质效应 反射、折射、散射 极化偏转 干扰和噪声 时域、频域畸变 这些媒质效应对信息传输的质量和可靠性常常产 生严重影响，因此各种媒质中各频段电磁波的传播效 应是电波传播研究的主要对象。
电波
电波传播的基本特性
电波传播的基本特性即移动信道的基本特性 ——衰落特性
D=1的无方向性接收天线的有效接收面积为
Ae 4
2
所以该接收天线的接收功率为
2 PL Sav Ae ( ) Pr 4 r
于是自由空间传播损耗为
Pr 4 r L0 10lg 20lg dB PL
或 L0 32.45 20lg f ( MHz ) 20lg r( km)
划分菲涅尔半波带的球面是任意选取的，因此 当球面半径R变化时，尽管各菲涅尔区的尺寸也在 变化，但是它们的几何定义不变。而它们的几何定 义恰恰就是以A、P两点为焦点的椭圆定义。
如果考虑到以传播路径为轴线的旋转对称性， 不同位置的同一菲涅尔半波带的外围轮廓线应是一
个以收、发两点为焦点的旋转椭球。
A
2F1
A与工作频率、传播距离、媒质电参数、地貌 地物、传播方式等因素有关。
基本传输损耗：Lb L0 LF 自由空间传播损耗
dB
衰减损耗
如果发射天线的输入功率为Pin，增益系数为 Gr，接收天线的增益系数为GL，则相应的功率密 度和最佳接收功率分别为
电波的传输原理
电波的传输原理电波是一种无线电波，是由电磁感应产生的。
电波的形成和传输是基于电场和磁场的规律。
电场是由带电物体产生的一种力场，它可用电场强度来描述。
当带电物体发生振动或受到变化电场时，电场强度也会随之变化。
这种变化在空间中扩散形成电磁波，也就是电波。
电波的产生是由带电物体的振动或变化电场引起的，有规律的电流变化会形成有规律的电场变化。
磁场是由带电物体运动时所产生的力场，它可用磁感应强度来描述。
当电场有变化时，磁场也会有变化。
根据法拉第电磁感应定律，变化的磁场会产生电场，进而产生电流。
这种由电场和磁场相互作用产生的变化称为“电磁感应”。
电磁感应现象是电波产生的基础，它使电波传播过程中的信息得以传递。
当变化电场和磁场相互作用时，就能产生电波。
电波的传播速度等于电磁场强度的传播速度，也就是光速。
电波的传播可以通过波动理论来解释。
根据波动理论，电波是以波动的形式传播的，它具有波长、频率和振幅等特征。
振幅决定了电波的强弱，频率决定了电波的音调或颜色。
比如，低频电波用于长波广播，高频电波用于卫星通信。
电波在传播过程中会受到干扰和衰减。
干扰是由其他电波或物质对电波传播的影响，如果多个电波频率不同，可以通过调谐来解决干扰问题。
衰减是电波在传输过程中逐渐减弱的现象，它会导致电波信号的质量下降。
电波的衰减与距离、信号频率、传播环境等因素有关。
电波的传输有多种方式，其中最常见的是通过天线传输。
天线是一种特殊的装置，它能够将电波转换成电信号，或将电信号转换成电波。
在发送端，电信号经过调制后被转换成电波，然后通过天线发射出去。
在接收端，天线接收到电波后将其转换成电信号，经过解调后得到原始信息。
总之，电波的传输原理是基于电场和磁场相互作用的电磁感应现象。
电波以波动的形式传播，其中的信息通过电场和磁场变化来传递。
电波的传输方式多样，其中最常见的是通过天线进行传输。
电波的产生和传输是现代通信技术中不可或缺的基础。
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。
电波传播方程
电波传播方程电波传播是指电磁波在空间中传播的过程。
电磁波是由电场和磁场相互耦合而形成的一种波动现象，广泛应用于通信、雷达、卫星导航等领域。
在研究电波传播过程中，我们需要借助电波传播方程来描述电磁波在空间中的行为。
本文将介绍电波传播方程的基本原理和应用。
电波传播方程是由麦克斯韦方程组推导而来。
麦克斯韦方程组是描述电磁场的基本方程，包括麦克斯韦方程和洛伦兹力方程。
在电磁波传播过程中，我们通常关注电场和磁场的变化情况，因此可以从麦克斯韦方程组中分离出关于电场和磁场的方程。
首先，我们考虑电场的传播。
根据麦克斯韦方程组中的法拉第电磁感应定律和安培环路定理，可以得到电场的传播方程，即电场的波动方程。
该方程描述了电场在空间中的传播行为。
在自由空间中，电场的波动方程可以写为：∇²E -με∂²E/∂t²= 0其中，∇²表示拉普拉斯算子，E表示电场强度，μ表示真空中的磁导率，ε表示真空中的电介质常数，t表示时间。
这个方程说明了电场强度在空间中满足的波动特性。
类似地，我们可以得到磁场的传播方程，即磁场的波动方程。
在自由空间中，磁场的波动方程可以写为：∇²H -με∂²H/∂t²= 0其中，H表示磁场强度。
这个方程描述了磁场强度在空间中的传播行为。
电波传播方程的解可以是各种形式的电磁波。
其中，最常见的是平面波解和球面波解。
平面波解表示电磁波以平行于某个方向传播，具有均匀的波前面和波长。
球面波解表示电磁波从某个点源出发，以球面波的形式向外传播。
电波传播方程在电磁波传播理论和工程应用中起着重要的作用。
通过求解电波传播方程，我们可以预测和分析电磁波在不同环境中的传播特性。
这对于通信系统设计、天线设计、无线电频谱管理等方面都具有重要意义。
在实际应用中，电波传播方程可以结合边界条件和介质特性，进一步求解出具体的电磁场分布和传播路径。
例如，在无线通信系统中，我们可以利用电波传播方程来优化基站和天线的布局，以获得更好的信号覆盖和传输质量。
电 波 传 播
第2章电波传播无线电信息传输时，无线电波由发射天线辐射出去后，经过一定的传播路径才能到达接收点，被接收天线接收。
电波传播路径中会涉及各种各样的传播媒介，如地面、水面、对流层大气、电离层、星际空间等，电波的传播过程就是电波与媒介相互作用的物理过程。
电波在媒介中基本上是以光速传播的。
因此，无论是通信、广播、雷达、导航、遥测遥控等任何与无线电波有关的设备，其性能均与所使用的无线电频率及其电波传播方式密切相关。
电波在传播过程中，有两个方面需要进行研究。
一是电波传播的物理机制和传播模式，包括吸收、折射、反射、绕射、散射、多径和多普勒效应等物理过程，这些过程的形成由媒介特性和电波特性共同决定。
二是信号的传播特性。
无线电信号在传播过程中，可能遭受到衰减、衰落、极化偏移和时域、频域畸变等效应这些效应可能对信息传输的质量和可靠性产生影响。
研究电波传播特性，是理解是理解各种用频设备特性的基础。
本章先介绍大气层、电离层和几种电波传播方式，以及自由空间传播损耗概念及计算；然后分别详细介绍几种主要电波的传播特性以及场强计算理论和计算方法；最后以移动通信设计为例介绍电波传播模型的选择与应用方法。
2.1 地球大气2. 1 .1 大气层电磁波主要是在地球大气层中传播。
大气层又叫大气圈，其厚度在1000km以上，但没有明显的界限。
整个大气层随高度不同表现出不同的特点，分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层，大气层之外就是星际空间，如图2.1所示。
对流层位于大气层最底层，其下界与地面相接，上界高度随地理纬度和季节而变化。
在低纬度地区平均高度为17~18km,在中纬度地区平均为10~12km,极地平均为8~9km；夏季高于冬季由于地面吸收太阳辐射（红外、可见光及波长大于300nm的紫外波段）能量，转化为热能而向上传输，引起大气强烈的对流，因此称为对流层。
对流层空气的温度是下面高上面低，顶部气温约在-50℃。
对流层集中了全部大气质量的约3/4和90%以上的水汽，几乎所有的气象现象如雨、雪、雷、电、云、雾等都发生在对流层内。
中国移动通信电波传播特点与原理
3.1.7 莱斯（Riceam）衰落分布
在移动通信中，如果存在一个起支配作用的 直达波（未受衰落影响），此时，接收端接
收信号的包络为莱斯（Riceam）分布。
P(r)
r
02
(r2 A2 )
e
2 2
I
0
(
Ar
2
)
A 0, r 0 r0
设
若
莱斯分布 瑞利分布
3.2 电波传播特性的估算（工程计算）
图3-4 绕射损耗与菲涅尔余隙之间的关系
3.1.4 反射波
电波在传输过程中，遇到两种不同介质的光滑 界面时，就会发生反射现象。
图3-5给出了从发射天线到接收天线的电波由反 射波和直射波组成的情况。反射波与直射波的 行距差为：
d a b c 2hT hR d
两路信号到达接收天线的时间差换算成相位差 为：
在求郊区或开阔区，准开阔区的传播衰耗中 值时，应在市区衰耗中值的基础上，减去由 图3-9或3-10查得的修正因子。
图3-9 郊区修正因子
图3-10 开阔区、准开阔区修正因子
⒊ 不规则地形上的传播衰耗中值
⑴丘陵地的修正因子
丘陵地的地形参数可用“地形起伏”高度 △h表示。其定义是：自接收点向发射点延 伸10km范围内，地形起伏的90%与10%处的 高度差。
⒋任意地形的信号中值预测
⑴ 计算自由空间的传播衰耗 根据式（3-1），自由空间的传播衰耗Lbs为：
⑵计算准平滑地形市区的信号中值
⑶计算任意地形地物情况下的信号中值
LA LT KT
(3.22)
KT k mr Q0 Qr k h k hf k js k sp k s
KT为地形地物修正因子
☆则不平坦的场强公式为
电波传播标准
电波传播标准
电波传播标准是指无线电波在空间中传播的特性和规律的规范和标准。
电波传播标准通常包括以下内容：
1.电波传播模型：根据电波传播特性和环境条件，建立数学模型来描述电波在空间中的传播路径和损耗情况。
常用的电波传播模型包括自由空间传播模型、地面波传播模型、衰落传播模型等。
2.电波频率和频段规定：根据无线电频谱规划，确定不同频段的电波使用范围和频率分配。
3.电波功率限制：规定无线电设备的发射功率限制，以保证电波传播的合理和有效。
4.电波干扰控制：制定规范和指导原则，避免电波干扰对通信系统的不利影响。
5.电波传播测量和预测方法：制定电波传播测量和预测的标准方法和技术，用于评估无线电系统的覆盖范围和性能。
6.电波传播环境指标：定义和描述不同地域、地形、建筑物等环境条件下的电波传播特性，以提供基于环境的传播预测和规划指导。
电波传播标准的制定和遵守，可以有效地保障无线电通信的质量和可靠性，提高通信系统的性能和效率。
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。
电波传播
3.1 电波传播模式及衰落
3.1.7 抗衰落技术
1. 抗频率选择性衰落
抗频率选择性衰落的技术主要是自适应均衡技术。扩频技术 和正交频分复用（OFDM）技术等。
2. 抗瑞利衰落
抗瑞丽衰落主要采用分集技术。 （1）分集的概念 分集是指通过两条或两条以上的途径传输同一信息，只要不 同路径的信号是统计独立的，并且到达接收端后按一定规则适当 合并，就会大大减少衰落的影响，改善系统性能。 （2）分集合并的方式 采用分集技术接受下来的信号，按照一定的规则进行合并； 合并方式不同，分集效果也不同。分集技术采用的合并方式主要 有三种：选择合并；最大比合并；等增益合并。
图3-1 电波传输模式
3.1 电波传播模式及衰落
空间波是指在大气对流层中进行传播的电波传播模式。 地表面波是指沿地球表面传播的电波传播模式。 天波是利用电离层的折射、反射和散射作用进行的电波传播 模式。
2. 电波传播机制
电磁波在空间中的传播机制有多种，通常有：直射传播、反 射传播、绕射传播和散射传播。 （1）直射传播。直射传播又称视距离传播，是指视距范围内 无遮挡的传播。 （2）反射传播。当电磁波在传播路径中遇到某个物体表面， 且物体尺寸远大于电磁波自身波长λ 时，就会出现反射现象。 反射的影响主要表现为：物体表面可以把发射天线辐射信号 中的一部分能量反射到接受天线，与直射波信号进行矢量相加。
40 lg
d1、d2分别表示基站与移动台MS1、MS2相对的近距离和远距离。
d1
3.2 移动通信系统中的电波传播
1. 多普勒效应
当以一定速率运动的物体，例如飞机，发出了一个载波频率 f1，地面上的固定接收点收到的载波频率不会是f1，而是产生了一 个频移fd。物体运动的速率v不同，产生频移大小的程度也不同， 通常把这种现象称为多普勒效应。多普勒效应引起的附加频移称 为多普勒频移 v
电波的传递方式
电波的传递方式
电波是一种电磁波，是由变化的电场和磁场相互作用而产生的。
它在空间中传播，可以携带信息，并且在现代通讯中起着非常重要的作用。
电波的传递方式可以通过以下几种方式来实现。
首先，电波可以通过空间传播的方式进行传递。
这种传播方式是指电波在空间中自由传播，不受任何导体或介质的限制。
在空间传播中，电波的传播速度非常快，可以达到光速。
这种传播方式适用于广播、卫星通信等领域，可以实现远距离的信息传递。
其次，电波还可以通过导体传播的方式进行传递。
这种传播方式是指电波沿着导体表面或内部传播，通过导体中的自由电子来传输能量。
在导体传播中，电波的衰减较小，适用于一些需要穿墙传输的通信系统。
此外，电波还可以通过地面波和空间波的方式进行传递。
地面波是指沿着地球表面传播的电波，适用于中短距离通信；空间波是指直射到地球大气层以上并沿大气层辐射的电波，适用于远距离通信。
除了以上几种传递方式外，电波还可以通过反射、折射和散射等方式进行传递。
通过这些方式，电波可以在不同的环境中进行传播，并且可以实现多径传播，提高通信的可靠性和稳定性。
总的来说，电波的传递方式多种多样，可以根据不同的需求和环境来选择合适的传输方式。
随着科技的发展和进步，电波的传输方式也在不断地进行创新和改进，为人们的生活和工作带来了便利和效率。
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。
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4) 存在盲区效应（寂静区）：天地波线高度和发射功率。
3 船舶常用中短播天线简介
一、天线的基本概念 1.含义：辐射和接受电磁波的装置，是一种能量转换器。 2.特点 1) 互易性，收发互换。 2) 方向性。 3) 效率： PO PO ηA = ———— = ———— ＜ 100% Pi PO+Pn
3) 电离层对电波的衰减: f↓→吸收↑, f↑ →吸收↓. f≥fmax →穿透电离层；f≤fmin →被电离层吸收 fmin＜f天波＜ fmax →天波（电离层波—中短波） fmin——最低可用频率 fmax——最高可用频率 f天波——最佳工作频率
2 各波段电波传播的特点
一、中波（MF）、长波（LF） 1.长波：以地波传播，工作稳定。 2.中波：白天—以地波传播，不能以天波传播，D层对
Pn—天线损耗电阻消耗的功率
4） 等效电阻
PO Rr = ——IO2 IO 一定， Rr↑→ PO ↑(天线上各点电流是不均匀
→ Rr不同)
二、船舶常用中短波天线的种类 1.T型和倒L型天线—装卸货不方便（用于MF/HF波段） 1). 天线加顶→提高天线的有效长度→ Rr↑ 2). 单根T或L型天线效率低→采用多根水平导线→提 高辐射效率。 2. 直立桅杆天线—用于MF/HF波段 3. 鞭状天线—用于MF/HF/VHF波段 天线内部绕有螺旋铜线→增加天线的有效长度。 4. 垂直半波偶极天线—用于VHF波段
电波传播与天线
电波传播与天线
概要 1 电波的辐射和传播途径 2 各波段电波传播的特点 3 船舶常用中短播天线
1 电波辐射和传播途径
一.电波的形成与波段划分
1.电波的形成—交变电磁场的传播. 2.波段划分: λ= ν T= ν /ƒ ν= ƒ λ ν=3x108m/s
波段名称 极长波 超长波 长波 中波 短波 超短波 微 分米波
厘米波
波
毫米波
波长范围 >100km 100~10km 10 ~1km 1000 ~100m 100 ~10m 10 ~1m 10 ~1dm 10 ~1cm 10 ~1mm
波段名称 极低频(ELF) 甚低频(VLF) 低频(LF) 中频(MF) 高频(HF) 甚高频(VHF) 特高频(UHF) 超高频(SHF) 极高频(EHF)
1) 极长波\超长波\长波: λ =1km~100km,传播几千~几万 km. 2) 中波(MF): λ=100m ~ 1000m,传播几百km. 3) 短波(HF): λ=10m ~ 100m,传播<100km. 4) 超短波\微波: λ < 10m,不能以地波形式传播. 2.空间波传播:电波在空间沿直线视距离或沿地面反射传 播.收发天线尺寸越大,传播距离越远.
MF波吸收。 夜间—地波与天波并存，E层对天波反射，但存 在衰落， 这是由于天地波在接收点叠加造成的。
二、短波（HF） 1.传播：地波和天波，主要靠天波传播，在F层反射。 2.特点 1). 地波传播衰减大，传播小于100km。 2). 天波传播距离远，但受电离层变化影响较大，传播不 够稳定。 3). 存在衰落：F层不稳定，不同路径天波在接收点叠加→ 衰落。
思考题 1．电离层是怎样划分的？ 2．中、短波传播各有那些特点？ 3．电波传播有那些途径？
1) 短波及波长更长的波段:不能以空间波形式传播. 2) 超短波和微波:以空间波传播. 3.电离层波(天波):电波经电离层反射达到接收端. 1) 电离层:60 ~300km大气层中气体分子→太阳紫外线辐 射→产生电离→正负离子和自由电子→形成电离层. 高度↑ →电离度↑. 2) 电离层划分: D\E\F1\F2层,在夜间D和F1层消失.
频率范围 <3kHz 3 ~30kHz 30 ~300kHz 300 ~3000kHz 3 ~30MHz 30 ~300MHz 300 ~3000MHz 3 ~30GHz 30 ~300GHz
3. 船用通信波段 MF; HF; VHF; 微波. 二. 电波传播途径 1.地波传播:电波沿地球表面传播,波长越长绕射距离越远.地 面电性能参数随时间变化小,地形地物稳定,地波传播可 靠稳定.