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《無線傳播與天線原理ppt課件.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、0學(xué)完本課您將能夠：講述無線傳播了解無線電波的傳播方式講述無線電波傳播特征講述無線電波快衰落及解決方案講述天線原理了解天線結(jié)構(gòu)及模型功能熟悉天線參數(shù)含義講述天線覆蓋估算講述覆蓋不同區(qū)域天線選型建議了解天線發(fā)展趨勢課程目標(biāo)1目錄第一部份：無線傳播概述電磁波基礎(chǔ)無線電波的傳播無線電波傳播模型第二部份：天線原理什么是天線天線參數(shù)解析天線覆蓋的計(jì)算天線發(fā)展趨勢天線選型2無線電波波段劃分不同的頻段內(nèi)的頻率具有不同的傳播特性3電場電場電場振子電波傳輸方向磁場磁場電磁波的產(chǎn)生根據(jù)Maxwell方程組：空間某處只要有變化的磁場就能激發(fā)出
2、渦旋電場，而變化的電場又能激發(fā)渦旋磁場。交變的電場和磁場互相激發(fā)就形成了連續(xù)不斷的電磁振蕩即電磁波。電磁波的速度只隨介質(zhì)的電和磁的性質(zhì)而變化，電微波在真空中傳播的速度，等于光在真空中傳播的速度。光和電磁波在本質(zhì)上是相同的，光是一定波長的電磁波。4電磁波的傳播池塘中的波紋：能量從源點(diǎn)向四周傳播，并逐漸減弱電磁波的傳播與此類似，不同之處（當(dāng)輻射源是各向同性的理想點(diǎn)源時(shí)）：在三維空間以球面波的形式傳播傳播介質(zhì)不同，空氣、障礙物、反射物5無線電波和超短波的基本知識(shí)無線電波的極化無線電波在空間傳播時(shí)，其電場方向是按一定的規(guī)律而變化
3、的，這種現(xiàn)象稱為無線電波的極化。6無線傳播的理論基礎(chǔ)在自由空間中，由點(diǎn)源發(fā)射的正弦波向各個(gè)方向輻射球面波，此時(shí)該點(diǎn)源稱為各向同性輻射源假設(shè)點(diǎn)源發(fā)射功率為Prad(W)，在距離d(m)處的單位面積功率（即Poynting矢量）為：對于實(shí)際天線，若輻射功率為Pt(W)，天線增益為Gt(dBi)，則Poynting矢量為：無線電波的波長、頻率和傳播速度的關(guān)系可用式λ＝Ｖ/ｆ表示。式中，Ｖ為速度，單位為米/秒；ｆ為頻率，單位為赫芝；λ為波長，單位為米。7①建筑物反射波②繞射波③直射波④地面反射波無線傳播的特點(diǎn)陸地移動(dòng)通信的電波傳
4、播機(jī)制實(shí)際環(huán)境的無線傳播LOS和NLOS8無線信道特征d(m)Pr(dBm)102030-20-40-60慢衰落快衰落無線信道隨用戶的位置和時(shí)間而變化多徑散射、陰影遮擋使得接收功率發(fā)生劇烈變化慢衰落衰減：Pr正比于1/dn陰影：障礙物遮擋快衰落多徑效應(yīng)在很小的距離間隔和時(shí)間間隔上，信號(hào)強(qiáng)度快速變化產(chǎn)生Doppler(多普勒)頻移產(chǎn)生時(shí)延擴(kuò)展9最主要的有瑞利衰落和陰影衰落，也就是我們常說的快衰落和慢衰落慢衰落由障礙物阻擋造成陰影效應(yīng)，接收信號(hào)強(qiáng)度下降，但該場強(qiáng)中值隨地理改變變化緩慢，故稱慢衰落。又稱為陰影衰落、對數(shù)正態(tài)衰落
5、。慢衰落的場強(qiáng)中值服從對數(shù)正態(tài)分布，且與位置/地點(diǎn)相關(guān)，衰落的速度取決于移動(dòng)臺(tái)的速度快衰落合成波的振幅和相位隨移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)起伏變化很大，稱為快衰落。深衰落點(diǎn)在空間上的分布是近似的相隔半個(gè)波長。因其場強(qiáng)服從瑞利分布，又稱為瑞利衰落，衰落的振幅、相位、角度隨機(jī)?？焖ヂ溆挚梢约?xì)分為以下3類：時(shí)間選擇性衰落：用戶的快速移動(dòng)在頻域上產(chǎn)生多普勒效應(yīng)而引起頻率擴(kuò)散，從而引起時(shí)間選擇性衰落。空間選擇性衰落：不同的地點(diǎn)，不同的傳輸路徑衰落特性不一樣。頻率選擇性衰落：不同的頻率衰落特性不一樣，引起時(shí)延擴(kuò)散，從而引起頻率選擇性衰落。為減少快衰
6、落對無線通信的影響，常用方法有空間分集，頻率分集，時(shí)間分集等。10分集技術(shù)抗快衰落措施－分集技術(shù)－顯分集空間分集極化分集頻率分集：GSM--跳頻，WCDMA--擴(kuò)頻技術(shù)其它：方向性分集、場分集、發(fā)射分集－隱分集隱分集即是利用信號(hào)處理技術(shù)將分集作用隱含在被傳輸信號(hào)之中，如RAKE接收技術(shù)、信道交織、糾錯(cuò)編碼等可看作時(shí)間分集11對于這種快衰落，基站采取的措施是采用時(shí)間分集、空間分集（極化分集）和頻率分集的辦法。時(shí)間分集主要靠符號(hào)交織、檢錯(cuò)和糾錯(cuò)編碼等方法，不同編碼所具備的抗衰落特性不一樣，這也是當(dāng)今移動(dòng)通信研究的前沿課題?？?/p>
7、間分集主要采用主分集天線接收的辦法來解決，基站的接收機(jī)對主分集通道分別接收到的的信號(hào)進(jìn)行處理，一般采取最大似然法。這種主分集接收的效果由主分集天線接收的不相關(guān)性所保證（所謂不相關(guān)性是指，主集天線接收到的信號(hào)與分集天線的接收信號(hào)不具有同時(shí)衰減的特性，這也就要求采用空間分集時(shí)主分集天線之間的間距大于10倍的無線信號(hào)波長（對于GSM，900M要求天線間距大于4米，1800M要求天線間距大于2米），或者采用極化分集的辦法保證主分集天線接收到的信號(hào)不具有相同的衰減特性。而對于移動(dòng)臺(tái)（手機(jī)）而言，因?yàn)橹挥幸桓炀€，因而不具有這種空間
8、分集功能。12時(shí)延擴(kuò)展多徑傳播：不同路徑的信號(hào)到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間不同當(dāng)多徑信號(hào)不能被接收機(jī)區(qū)分時(shí)就產(chǎn)生同信道干擾（CCI），對于WCDMA系統(tǒng)，多徑時(shí)延必須大于一個(gè)碼片周期(0.26μs)才能被識(shí)別典型值(μs):Open<0.2,Suburban=0.5,Urban=3解決均衡、RAKE技術(shù)13TRTR繞射損耗穿透損
