无线通信原理与应用-4.6 地面反射(双线)模型

T (transmitter) ELOS
Ei ht
i
d
ETOT = ELOS +Eg
Er=Eg
0
R (receiver) hr
E(d,t)
E0d0 d
cos
wc
(t
d c
)
ELOS
(d ', t )
E0d0 d'
cos
wc
(t
d ') c
EGround
(d
'',t)
•
E0d0 d''
cos
如果 2ht hr 0.3rad 2 d
化简4.48式可得公式4.50 d 20hthr 3
sin
22
只要 d 满足(4.50式)，接收电场近似为公式4.51
ETotal
E0d0 • 2ht hr
d
d
k d2
(V
/
m)
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E0d0 E0d0 E0d0
d
d'
d''
当 t=d’’/c时，接收的E电场为
ETotal
(d , t )
E0d0 d'
cos
wc
(
d' c
'
d ') c
cos0
E0d0 d'
cos( )
1
(2.6 2)
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解：已知：T-R距离 = 5km；1 km处场强 = 10-3V/m；工作频率 f = 900MHz， λ=c/f=3x108/(900x106)=0.333m (a) 天线长度，L= λ/4=0.333/4=0.0833m=8.33cm 天线有效孔径为 Ae=G* λ2/2π=0.016m2.
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wc
(t
d') c
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T (transmitter)
Ei
ELOS
ht
i
d
ETOT = ELOS +Eg
Er=Eg
0
R (receiver) hr
根据反射定律有
i r , Er • Ei , Et (1 ) • Ei
PTotal
E2 Total
120
Ae
PtGtGr
ht hr d4
(4.52)
双线模型的路径损耗单位是dB，表示为
PL(dB) 10 log Pt Pr ,total
40 log d {10 log Gt 10 log Gr
10 log ht
10 log hr )
(4.53)
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直射与地面反射波的合成
ETotal (d , t)
E0d0 d
(1 cos )2 sin 2
E0d0 d
2(1 cos )
2 E0d0 sin
d
2
(4.48)
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图示
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d d ''d ' (ht hr )2 d 2 (ht hr )2 d 2
当T-R距离d远远大于ht+hr时，使用泰勒(Taylor )进行近似化简：
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(b) 由于 d hr ht
场强为：
Er (d )
2E0d0 d
2hr ht d
2
103 1103 5 103
•
2 50 1.5
0.333(5 103 )
113.1106V / m
假设电场水平极化和地面反射是理想的
1, Et 0
ETotal
(d , t )
E0d0 d'
cos
wc
(t
d ') 1• c
E0d0 d''
cos
wc
(t
d '') c
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第四章 移动无线电传播：大尺度路径损耗
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§ 4.6 地面反射（双线）模型
d d ''d ' 2hr ht d
相位差和到达的时延如下：
2d
and
d
d c
注意当d变大 ， d’’和d’之差
变小
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那么，ELOS 和 Eground 振幅基本相同，仅是相位不同
d d ''d ' 2hr ht d
相位差和到达的时延如下：
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2d
and
d
d c
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d d ''d ' (ht hr )2 d 2 (ht hr )2 d 2 当T-R距离d远远大于ht+hr时，使用泰勒(Taylor )进行近似化简：
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例 4.6
移动台距基站5km，使用垂直的λ/4 单极天线，增益为 2.55dB ， 距发射机1km 处的场强为 10-3V/m，载频为 900MHz a) 求解接收天线的长度和接收天线的有效半径。 b) 使用双线地面反射模型求解接收功率，假定发射天线距地面高度为50 m ，接收天线距地面高度为1.5 m。
距离d处的接收功率：
Pr
(d )
(Er (d ))2
120
•
Ae
(113.1106 )2 270
1.8(0.333)2
4
5.4 1013W 122.68dBW or 92.68dBm
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