《無線電波的傳播》PPT課件.ppt

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1、----技術中心無線電傳輸理論一、自由空間傳播二、視距傳播的大氣效應三、視距傳播的地面效應四、多徑衰落五、多普勒效應六、室分設計電波傳播考慮七、天線基本特性和工作原理八、天線常用技術指標九、室分常用天線介紹目錄一、自由空間傳播1.概述:無線電波也稱為電磁波,是一組正交的電場和磁場交替出現(xiàn)的能量波。電磁波在自由空間傳播速度30萬千米/秒。電磁波傳播的主要方式是空間波,即直射波、折射波、散射波、繞射波和它們的合成波。當無線電波遇到物體時,產(chǎn)生折射和散射;由于電波傳播方向上有不同的物體,造成不同的折射和散射,所以在任何一個接受點均可能收到來自不同路徑的同源電磁波,這個就是多徑傳播。2.自由空間

2、的傳播自由空間:均勻無損耗的無限大空間;各向同性;電導率為零;空間無限大??諝庵须妼什粸榱悖曳较虿煌?,所以不是自由空間,但是近似自由空間。有一發(fā)射功率為Pt的點源,通過增益為Gt的天線發(fā)射;在距離該點源d的球面上有一有效接收為A的天線,則該天線單位面積上接收到的功率為S=Gt*Pt/(4πd2)天線截獲的功率Pr=S*A,有效接收面積A=Gr*λ2/(4π)所以,Pr=Pt*Gt*Gr*λ2/(4πd)2定義路徑衰耗Ls=(4πd)2/λ2=(4πfd)2/c2其中,f為頻率;C為電磁波在自由空間傳播速度。用分貝表示為Ls=32.45dB+20log(f)+20log(d)f單位為

3、MHz;d單位為Km一、自由空間傳播1.大氣的吸收衰減大氣的組成分子(氧氣、氮氣、水蒸氣等等),有自己的固有電磁諧振頻率,會吸收傳播中的電磁波能量。對12GHz頻率以下的電磁波吸收衰減約為0.0015dB/km。2.雨霧衰減雨霧對無線電波也有吸收作用,頻率越高,衰減越大;雨霧越大,衰減也越大。通常,大霧對6GHz以上的電磁波產(chǎn)生10dB/Km的衰減。3.大氣折射衰減大氣各向不同性,主要是空氣密度不同造成的。折射產(chǎn)生電波發(fā)射方向,從而引起信號衰減。二、視距傳播的大氣效應1.樹林、建筑、山頭或地面等障礙物對電磁波阻擋掉一些電磁波射線,在自由傳播基礎上增加了衰減。2.平滑地面和水面可以把電磁波

4、發(fā)射到接收天線,發(fā)射波和直射波在矢量相加后抵消,產(chǎn)生附加衰減。三、視距傳播的地面效應1.接收點的無線電波是從信源通過多個路徑傳播而來的電波合成。這個現(xiàn)象就是多徑傳播。2.由于是同源的多個電波合成,則在合成點疊加時幅度和相位不相同,有時疊加而增強,有時抵消而減弱,形成衰落。這種由多徑傳播引起的衰落,稱為多徑衰落。3.多徑衰落是快衰弱;而由距離引起的衰弱稱為慢衰落。無線電波的衰落就是有快衰落和慢衰弱組成的。4.多徑對數(shù)字信號的影響:時延拓展;相關帶寬;隨機調(diào)頻5.多徑傳播現(xiàn)象有利有弊。有弊是造成了電波接收的不確定性;有利是能曲線傳播。四、多徑傳輸五、多普勒效應多普勒效應是指發(fā)射源與接收點相對

5、移動而產(chǎn)生頻率變化的現(xiàn)象;多普勒頻移:f=(v/λ)*cosα;其中v/λ為最大多普勒頻移例如:900MHz頻率,移動臺速度50Km/h,則f=(50*1000/3600)/(3/9)=41.6Hz。1.室內(nèi)分布系統(tǒng)的無線傳播也是多徑傳播,也存在多徑現(xiàn)象。因為室內(nèi)環(huán)境比較穩(wěn)定,多徑衰落呈現(xiàn)慢衰落的現(xiàn)象。所以,在計算電平時,常常采用自由空間的傳播計算方式。2.由于不考慮信號的多徑疊加問題。所以,在電平計算上主要考慮的是直射波。在直射波傳播路徑上有阻擋,則考慮阻擋衰減。3.折射波、反射波的應用。某些曲折死角,可以巧妙地應用電波的折射和發(fā)射。4.電波的隧道效應。六、室分設計電波傳輸考慮1、天線

6、是無線電波發(fā)送和接收的裝置。具有電波導向性、電磁場極化、“放大信號”三個基本功能。2、電波導向性:引導電磁波傳播。方式是“引導”和“反射”。3、電磁場極化:使得電磁場與其他參照物成一定角度。4、“放大信號”:增益。天線增益:相對于點源,天線把電磁波集中的程度。dBi相對于點源的天線增益單位;dBd相對于偶極子的天線增益單位。0dBd=2.15dBi所以:天線一般包含有源振子、導向裝置、能量匯集裝置。七、天線基本特性和工作原理1、工作頻段2、增益3、方位角:分水平和垂直兩個指標。4、駐波系數(shù)(發(fā)射系數(shù)P=反射波振幅/入射波振幅;回波系數(shù)L=1/P;駐波系數(shù)S=(1+P)/(1-P))5、最

7、大輸入功率6、前后比(前后隔離度)7、極化方向其他:外形尺寸、接口阻抗和類型、安裝方式。八、天線常用技術指標1.全向吸頂天線工作頻段:800~2500MHz增益:2dBi接口:50歐姆,N型陰頭最大輸入功率:50W駐波系數(shù):小于1.42.(?。┌鍫钐炀€工作頻段:800~2500MHz增益:7dBi接口:50歐姆,N型陰頭最大輸入功率:50W駐波系數(shù):小于1.43.八木天線工作頻段:880~960MHz增益:7dBi接口:50歐姆,N

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