無線傳播基本原理

要點(diǎn)掌握電磁波的多種傳播途徑
在規(guī)劃和建設(shè)一個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)時(shí)從頻段的確定頻率分配無線電波的覆
蓋范圍計(jì)算通信概率及系統(tǒng)間的電磁干擾直到最終確定無線設(shè)備的參數(shù)
都必須依靠對(duì)電波傳播特性的研究了解和據(jù)此進(jìn)行的場強(qiáng)預(yù)測(cè)它是進(jìn)行
系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)與研究頻譜有效利用電磁兼容性等課題所必須了解和掌握的
基本理論
眾所周知無線電波可通過多種方式從發(fā)射天線傳播到接收天線直達(dá)波或
自由空間波地波或表面波對(duì)流層反射波電離層波如圖1所示就電
波傳播而言發(fā)射機(jī)同接收機(jī)間最簡單的方式是自由空間傳播自由空間指
該區(qū)域是各向同性沿各個(gè)軸特性一樣且同類均勻結(jié)構(gòu)自由空間波
的其他名字有直達(dá)波或視距波如圖1(a) 直達(dá)波沿直線傳播所以可用于
衛(wèi)星和外部空間通信另外這個(gè)定義也可用于陸上視距傳播兩個(gè)微波塔
之間見圖1(b)
第二種方式是地波或表面波地波傳播可看作是三種情況的綜合即直達(dá)波
反射波和表面波表面波沿地球表面?zhèn)鞑陌l(fā)射天線發(fā)出的一些能量直接
到達(dá)接收機(jī)有些能量經(jīng)從地球表面反射后到達(dá)接收機(jī)有些通過表面波到
達(dá)接收機(jī)表面波在地表面上傳播由于地面不是理想的有些能量被地面
吸收當(dāng)能量進(jìn)入地面它建立地面電流這三種的表面波見圖1(c) 第三
種方式即對(duì)流層反射波產(chǎn)生于對(duì)流層對(duì)流層是異類介質(zhì)由于天氣情況而
隨時(shí)間變化它的反射系數(shù)隨高度增加而減少這種緩慢變化的反射系數(shù)使
電波彎曲如圖1(d)所示對(duì)流層方式應(yīng)用于波長小于10米即頻率大于
30MHz 的無線通信中第四種方式是經(jīng)電離層反射傳播當(dāng)電波波長小于
1米頻率大于300MHz 時(shí)電離層是反射體從電離層反射的電波可能有
一個(gè)或多個(gè)跳躍見圖1(e) 這種傳播用于長距離通信除了反射由于折
射率的不均勻電離層可產(chǎn)生電波散射另外電離層中的流星也能散射電
波同對(duì)流層一樣電離層也具有連續(xù)波動(dòng)的特性在這種波動(dòng)上是隨機(jī)的
快速波動(dòng)蜂窩系統(tǒng)的無線傳播利用了第二種電波傳播方式這一點(diǎn)將在后
文中論述.

在設(shè)計(jì)蜂窩系統(tǒng)時(shí)研究傳播有兩個(gè)原因第一它對(duì)于計(jì)算覆蓋不同小區(qū)的
場強(qiáng)提供必要的工具因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)情況下覆蓋區(qū)域從幾百米到幾十公里
地波傳播可以在這種情況下應(yīng)用第二它可計(jì)算鄰信道和同信道干擾
預(yù)測(cè)場強(qiáng)有兩種方法第一種純理論方法適用于分離的物體如山和其他
固體物體但這種預(yù)測(cè)忽略了地球的不規(guī)則性第二種基于在各種環(huán)境的測(cè)
量包括不規(guī)則地形及人為障礙尤其是在移動(dòng)通信中普遍存在的較高的頻率

和較低的移動(dòng)天線第三種方法是結(jié)合上述兩種方法的改進(jìn)模型基于測(cè)
量和使用折射定律考慮山和其他障礙物的影響在蜂窩系統(tǒng)中至少有兩種
傳播模型第一種是FCC建議的模型第二種設(shè)計(jì)模型由Okumura提供覆
蓋邊界應(yīng)考慮實(shí)際經(jīng)驗(yàn)結(jié)果