移动通信的基本技术之电波传播(ppt)

电波传播分析
➢ 1.电波传播方式
直射 波
反射 波
绕射 波 散射 波
电波传播分析
➢ 1) 直射波：电波传播过程中没有遇到任何的障碍物, 直接到达接收端 的电波, 称为直射波。直射波更多出现于理想的电波传播环境中。
➢ 2) 反射波：电波在传播过程中遇到比自身的波长大得多的物体时, 会 在物体表面发生反射, 形成反射波。 反射常发生于地表、 建筑物的墙 壁表面等。
天波、外球层传播 光纤
中继通信、无线电通信 雷达通信 光通信
无线电波的极化
➢ 概念：无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规 律而变化
➢ 电波的极化方向：无线电波的电场方向 ➢ 极化波必须用对应的极化特性的天线接收，否则在接收过
程中会产生极化损失 ➢ 极化的类型
• 线极化 – 水平极化、垂直极化 – +45°倾斜极化、- 45°倾斜极化
无线电波
无线电波的传播速度
➢ 传播速度和传播媒质有关
✓ 真空中的传播速度等于光速(Ｃ＝3×108m／s )
✓ 空气中的传播速度略小于光速（通常认为它等于光速 ） ➢ 无线电波的波长、频率和传播速度的关系：
λ＝Ｖ/ｆ ✓ Ｖ为速度(m/s)；ｆ为频率(Hz)；λ为波长(m) ✓ 不同介质中传播速度不同、波长不同
源自文库
传播媒质 地面波
用途 电报 导航 长距离通信
中波 中短波 短波
2×102～ 103M
50～ 2×102M
10～50M
300～ 1500kHz
1．6～6MHz
MF中频 IF
6 ～30MHz HF高频
天波、地面波 天波为主 电离层反射波
无线电波广播、导航、海上移动 通信、地对空通信 广播中长距离通信
无线电广播通信、中长距离通信
电波传播现象
发射 台
阴影 效应 多径衰落 路径损耗
穿透 损耗
移动 电台
超短波传播特性
➢ 无线电波的波长不同，传播特点也不完全相同 ➢ 主要传播特性
✓ 视距传播 ✓ 多径传播 ✓ 绕射能力弱
➢ 电波传播中的三种损耗
✓ 路径传播损耗 ✓ 慢衰落损耗 ✓ 快衰落损耗
无线电波的传播特性
➢ 无线电波的传播特性与电波传播环境密切相关，这些环境包括地形地 貌、人工建筑、气象条件、电磁干扰等情况，以及移动台的移动速度 与使用的频段。
➢ 在中学阶段学习物理时我们就已经知道，通有交流电流的 导体的周围，会产生变化的磁场，变化的磁场又引起变化 的电场，变化的电场又在它周围更远的地方引起变化的磁 场。磁场、电场不断的互相交替产生，向四周空间传播的 电磁场，叫电磁波。无线电波是电磁波的一种。
✓ 无线电波是一种能量的传输形式 • 电场和磁场在空间交替变换，向前行进 • 传播过程中，电场和磁场在空间是相互垂直的，同时这两者又 都垂直于传播方向。
超短波 分米波
1～10M 1～10dm
厘米波 毫米波 亚毫米波
1～10cm 1～10mm 1mm以下
30～300 MHz VHF甚高频 天波
雷达、电视、短距离通信
300～3000 MHz 3～30GHz 30～300GHz 300GHz以上
UHF超高频 天波、空间波
短距离通信、电视通信
SHF特高频 EHF极高频 超极高频
➢ 3) 绕射波：电波在传播过程中被尖利的边缘阻挡时, 会由阻挡表面产 生二次波, 二次波能够散布于空间, 甚至到达阻挡体的背面, 那些到达 阻挡体背面的电波就称为绕射波。 由于地球表面的弯曲性和地表物体 的密集性, 使得绕射波在电波传播过程中起到了重要作用。
➢ 4) 散射波：电波在传播过程中遇到障碍物表面粗糙或者体积小但数目 多时, 会在其表面发生散射, 形成散射波。 散射波可能散布于许多方向, 因而电波的能量也被分散于多个方向。
电波的传播方式
➢ 在分析电波传播特性时总是以自由空间的传播环境为参考 进行。
➢ 自由空间
✓ 一种理想的、均匀的、各向同性的介质空间 ✓ 当电磁波在自由空间中传播时直线传播，不发生反射、折射、散
射和吸收现象 ✓ 只存在电磁波能量扩散而引起的传播损耗
➢ 实际传播环境中电波的传播方式
✓ 直射、反射、绕射、散射
移动通信的基本技术之电波传播 (ppt)
（优选）移动通信的基本技术之 电波传播
主要内容
➢ 电波传播分析 ➢ 调制与解调技术 ➢ 编码和解码技术 ➢ 多址技术 ➢ 抗噪声和干扰技术 ➢ 交织技术 ➢ 分集技术
1. 无线电波的传播
➢ 研究任何无线通信系统必须弄清电波传播的特性，下面先 介绍电波的基本概念。
无线电波
➢ 一般我们把音频信号叫做调制信号。将发射机中的振荡电 路产生频率很高的电磁振荡，称为载波。音频信号加到 “载波”的过程叫做调制，经过调制后的高频振荡信号叫 已调信号。已调信号是装载有信息的无线电波，通过天线 辐射出去，这种传播信息的方式称为无线电通信。无线电 通信就是不用导线的通信。
➢ 电磁波是无线通信的载体。
无线电波
➢ 无线电波的频率从几十KHz到几万MHz。为了便于应用， 习惯上将无线电频率范围划分为若干区域，叫做频段或波 段。
➢ 不同频段的无线电波，其传播方式、主要用途和特点也不 相同。按波长划分的波段名称、相应波长范围和它们的主 要用途。
无线电频段划分
波段名称 波长范围
频率范围
频段名称
长波
103～104M 30 ～300kHz LF低频
无线电波
➢ 人耳能听到的声音频率在20Hz～20KHz之间，称之为音 频，声音的传播速度为340m/s，受环境影响较大，衰减 很快，所以不能传送到很远的地方。
➢ 电磁波频率高，传播速度与光速一样，可达3×108m/s， 具有较强的辐射力和较长的传播距离，但人耳却听不到。 如果将声音通过话筒转换成电信号，装载到具有强辐射力 、波长短、频率很高的电磁振荡波上，然后借助天线发射 出去。经这样装载的声音就可以传播得很远。
• 椭圆极化 • 圆极化
双极化天线
➢ 两个天线为一个整体，有两个独立的波，这两个波的极化 方向相互垂直
➢ 类型
✓ V/H（垂直/水平）极化 ✓ 倾斜（+45°/-45 °）极化
无线电波的传播方式
➢ 无线电广播采用垂直极化波（电场方向垂直地面）；电视 采用水平极化波（电场方向与地面平行）；卫星通信采用 平面圆极化波（电场振幅不随时间变化，方向以等角速度 旋转）。在移动通信中，发射天线采用的是垂直极化。