电波传播第二章

第5章地面波传播 概念: 沿地球表面传播

出现情况：

Z天线低架于地面上

Z最大辐射方向沿地球表面

Z频率：中、长波以下的频率

特点：

Z信号稳定，不受气象条件、昼夜及季节变化的影响

Z受地面损耗大，发射功率大

频率：中波、长波和超长波

用途：地波导航、远程通信、广播

地球表面电特性

由于地面的性质、地貌、地物等情况都会影响电波传播，因此有必要了解地球表面与电磁现象有关的电特性。

地面对电波传播的影响情况与两个方面有关Z地面的不平坦性

当地面起伏不平程度相对地波长很小时可看成光滑地

面

对于长波和中波（100m－10Km），除高山外均可看

光滑地面

Z地质的情况

电磁特性：ε，σ，μ=μ0

常用相对复介电常数来表示媒质的电特性

地质导电性还是介电性的判断

?良导体

?电介质

?半电介质：两者相差不大

超短波短波中波长波甚长波

?海水：中长波表为良导体、到微波才呈现介电特性

?湿土和干土：长波以下呈良导体性，在短波以上呈介电性?岩石：都呈介电性

地面波的传播特性

地表具有半导电性质，电波

被吸收

绕射方式传播

Z只有当波长超过障碍物或与

障碍物相当时，才具有绕射

作用。所以只有中波、长波

及以下频段端能够绕射到地

表较远的地方。

不宜采用水平极化波

Z水平极化衰减远大于垂直极

化

波前倾斜现象

Z由于地面损耗造成电场向传播方向倾斜的一种现象

地面波场分量边界条件：

列翁托维奇近似：

当满足列翁托维奇近似时，在2区的场满足：利用边界条件有：

在空气中有：

中、长波都满足

其中：

如果已知E 1x ，则其它分量都可求得

42

2

arctan (60)r ψελσ=+波前倾角：

111

01120060exp arctan 21exp 260601arctan arctan 021jk x z x r r

r j E Ae e k j k C C j γγλσεπγφλσλσφεε?=?????=????+?

???

????=+??????????=?

沿z 方向慢衰减，电导率越大衰减越小

地面波传播特性总结

Z宜采用垂直极化波，天线多采用直立天线形式

Z波前倾斜现象，在地面上会出现垂直分量和水平分量 垂直分量远大于水平分量，地下水平分量远大于垂直分量

当地面接收时，最好采用直立接收天线

Z选用湿地附近接收

如直立天线架设不便时，也可采用水平铺地接收

Z此时选用εσ较小的干地为宜。

也可采用埋地天线接收，

Z浅埋、干地为宜

Z电场为椭圆极化波

电场幅度和相位都不相等

Z这是由于紧贴地面大气一侧的电场横向分量E1x远大于纵向

，且相位不等，合成场为一狭长椭圆极化波。

分量E

1z

Z地面波在传播过程中有衰减，

地层电导率赿大，频率赿低，地面对电波的吸收赿小。因此地面波传播方式特别适用于长波、超长波波段，沿海面传播比陆面要远

Z传播较稳定。

大地的电特性、地貌地物等不随时改变，不受气候条件影响

Z有绕射损耗

障碍物越高，波长越短，绕射损耗越大。

地波传播场的计算：

Z没有匹配场源关系

Z考虑的是局部的平面均匀模型

Z实际模型（发射天线处于有一定曲率的地球表面） 均匀光滑地面的地波传播

分段均匀路径的地波传播

不均匀光滑地面的地波传播

均匀光滑地面的地波传播 均匀光滑地面

Z波长比地面粗糙度大得多

Z一个波长内地面电参数变化不大

场的求解

Z严格计算非常复杂

Z经验公式

Z实验统计方法

经验公式：

范得波尔公式173() (mV/m)()

r P kw D E A r km =()()()

2220220020.320.616060r r A r ρρρ

ελσπρλελσ+=++?+=+2200100606r r ππρλσλσ≈=060r λσε 当2

0(m) (km)

r λ

布雷默（Bremmer ）计算曲线：

?假设地面是光滑的，地质是均匀的

?发射天线使用短于λ/4的直立天线（其方向系数D ≈3），辐射功率P r =1kW;?计算的是E 1x 的有效值

实验统计方法

中国电子科技集团公司各研究所

中国电子科技集团公司各研究所 电科院北京电子科学研究院 2所太原西北电子装备技术研究所 3所北京电视电声研究所 7所广州广州通信研究所 8所淮南安徽光纤光缆传输技术研究所9所绵阳西南应用磁学研究所 10所成都西南电子技术研究所 11所北京华北光电技术研究所 12所北京北京真空电子技术研究所 13所石家庄河北半导体研究所 14所南京南京电子技术研究所 15所北京华北计算技术研究所 16所合肥合肥低温电子研究所 18所天津天津电源研究所 20所西安西安导航技术研究所 21所上海上海微电机研究所 22所新乡中国电波传播研究所 23所上海上海传输线研究所 24所重庆四川固体电路研究所 26所重庆四川压电与声光技术研究所27所郑州中原电子技术研究所 28所南京南京电子工程研究所 29所成都西南电子设备研究所 30所成都西南通信研究所 32所上海华东计算技术研究所 33所太原太原磁记录技术研究所 34所桂林桂林激光通信研究所 36所嘉兴江南电子通信研究所 38所合肥华东电子工程研究所 39所西安西北电子设备研究所 40所蚌埠蚌埠接插件继电器研究所 41所蚌埠华东电子测量仪器研究所 43所合肥华东微电子技术研究所 44所重庆重庆光电技术研究所 45所平凉平凉半导体专用设备研究所46所天津天津电子材料研究所 47所沈阳东北微电子研究所 48所长沙长沙半导体工艺设备研究所49所哈尔滨东北传感技术研究所 50所上海上海微波技术研究所 51所上海上海微波设备研究所 52所杭州杭州计算机外部设备研究所53所锦州东北电子技术研究所

54所石家庄石家庄通信测控技术研究所 55所南京南京电子器件研究所 58所无锡无锡微电子研究所（无锡微电子科研中心） 信息化工程总体研究中心 中电科技国际贸易有限公司 中电华通通信有限公司 中电科投资开发有限公司 中电科技电子信息系统有限公司 北京中电科卫星导航系统有限公司 中电科技旅游产业发展有限公司 中电科技德清华莹电子有限公司 长江数据通讯股份有限公司 中华通信系统有限责任公司 北京科控微电子工程公司 1、电子科学研究院 https://www.sodocs.net/doc/502248271.html,/index.asp 地址：北京石景山八大处科技园区双园路10号 1984年在北京创建的国家级研究机构，是中国电子科技集团的中央研究院，是国家电子信息系统顶层设计、系统总体研究开发和系统集成以及组织重大科技项目实施的总体研究院。电子科学研究院院部和主要的科研基地在石景山高科技开发区内，它毗邻风光秀丽的西山风景区，拥有科研、试验、办公、学术报告、专家公寓、教育培训设施及各类配套生活和服务设施。在万寿路27号院内有部分办事机构。 目前工程技术人员占职工总数的七成，其中工程院士两人，高级职称人数占职工总数的三成，具有博士和硕士学位人数占职工总数的四成。并拥有多名有经验的博士和硕士指导教师。 2、中国电子科技集团公司第二研究所（西北电子装备技术研究所） https://www.sodocs.net/doc/502248271.html,/index.asp 地址：中国太原和平南路115号 成立于1962年，专业从事电子先进制造技术研究和电子专用设备开发制造。 主要产品类别为平板显示器件生产设备、半导体生产设备、元器件生产设备、清洗与洁净产品、真空设备、表面处理设备、太阳能电池生产设备、LED生产设备等，广泛应用于电子元器件和整机制造中，在国内外具有良好的信誉。产品遍及全国各地，部分产品远销日、美、东南亚等国际市场。 太原风华公司是其控股公司。2006年7月，科技部、国务院国资委和中华全国总工会联

国内研究所代码汇总

电科院北京电子科学研究院 2所太原西北电子装备技术研究所 3所北京电视电声研究所 7所广州广州通信研究所 8所淮南安徽光纤光缆传输技术研究所 9所绵阳西南应用磁学研究所 10所成都西南电子技术研究所 11所北京华北光电技术研究所 12所北京北京真空电子技术研究所 13所石家庄河北半导体研究所 14所南京南京电子技术研究所 15所北京华北计算技术研究所 16所合肥合肥低温电子研究所 18所天津天津电源研究所 20所西安西安导航技术研究所 21所上海上海微电机研究所 22所新乡中国电波传播研究所 23所上海上海传输线研究所 24所重庆四川固体电路研究所 26所重庆四川压电与声光技术研究所27所郑州中原电子技术研究所 28所南京南京电子工程研究所29所成都西南电子设备研究所30所成都西南通信研究所 32所上海华东计算技术研究所33所太原太原磁记录技术研究所34所桂林桂林激光通信研究所36所嘉兴江南电子通信研究所38所合肥华东电子工程研究所39所西安西北电子设备研究所 40所蚌埠蚌埠接插件继电器研究所 41所蚌埠华东电子测量仪器研究所 43所合肥华东微电子技术研究所44所重庆重庆光电技术研究所 45所平凉平凉半导体专用设备研究所 46所天津天津电子材料研究所47所沈阳东北微电子研究所 48所长沙长沙半导体工艺设备研究所 49所哈尔滨东北传感技术研究所50所上海上海微波技术研究所

51所上海上海微波设备研究所 52所杭州杭州计算机外部设备研究所 53所锦州东北电子技术研究所 54所石家庄石家庄通信测控技术研究所 55所南京南京电子器件研究所 58所无锡无锡微电子研究所（无锡微电子科研中心） 信息化工程总体研究中心 中电科技国际贸易有限公司 中电华通通信有限公司 中电科投资开发有限公司 中电科技电子信息系统有限公司 北京中电科卫星导航系统有限公司 中电科技旅游产业发展有限公司 中电科技德清华莹电子有限公司 长江数据通讯股份有限公司 中华通信系统有限责任公司 北京科控微电子工程公司 1、电子科学研究院 https://www.sodocs.net/doc/502248271.html,/index.asp 地址：北京石景山八大处科技园区双园路10号 1984年在北京创建的国家级研究机构，是中国电子科技集团的中央研究院，是国家电子信息系统顶层设计、系统总体研究开发和系统集成以及组织重大科技项目实施的总体研 究院。电子科学研究院院部和主要的科研基地在石景山高科技开发区内，它毗邻风光秀丽的西山风景区，拥有科研、试验、办公、学术报告、专家公寓、教育培训设施及各类配套生活和服务设施。在万寿路27号院内有部分办事机构。 目前工程技术人员占职工总数的七成，其中工程院士两人，高级职称人数占职工总数的三成，具有博士和硕士学位人数占职工总数的四成。并拥有多名有经验的博士和硕士指导教师。 2、中国电子科技集团公司第二研究所（西北电子装备技术研究所） https://www.sodocs.net/doc/502248271.html,/index.asp 地址：中国太原和平南路115号 成立于 1962年，专业从事电子先进制造技术研究和电子专用设备开发制造。 主要产品类别为平板显示器件生产设备、半导体生产设备、元器件生产设备、清洗与洁净产品、真空设备、表面处理设备、太阳能电池生产设备、LED生产设备等，广泛应用于 电子元器件和整机制造中，在国内外具有良好的信誉。产品遍及全国各地，部分产品远销日、美、东南亚等国际市场。

电波传播预测模型分析与研究

总第205期2011年第7期 舰船电子工程 Ship Electr onic Engineering V o l.31No.7 84 电波传播预测模型分析与研究* 刘 勇1) 周新力2) 金慧琴2) (海军航空工程学院研究生管理大队1) 烟台 264001)(海军航空工程学院电子信息工程系2) 烟台 264001) 摘 要 文章对O kumura H ata模型、CO ST231 H ata模型、Egli模型三种电波传播模型进行了简要分析。通过对某地的电波传播损耗进行测量得到实测数据,与预测模型仿真结果进行对比分析,对比结果显示COST231 Hate模型与实测值最接近,并且通过对COST231 H ate模型的修正,使得修正后的模型满足高精度电波传播模型的6dB要求,适合用于预测本地的电波传播。 关键词 电波传播;O kumura H ata模型;COST231 Hata模型;Eg li模型;模型修正 中图分类号 T N926 Analysis and Research of Radio Wave Propagation M odel L iu Y ong1) Z ho u X inli2) Jin Huiqin2) (Gr aduate Students Brig ade o f N AA U1),Y antai 264001) (Depar tment o f Electro nic and Informat ion Eng ineering of N A AU2),Y antai 264001) A bstract T hree radio w ave pr opagatio n models:O kumura H ata M odel,COST231 H ata M o del and Eg li M odel,are firstly pr esented in this article.O n site test pr opagat ion loss data ar e used to get simulat ions o n these mo dels,simulatio n re sults and actual data a re t hen co mpar ed,r esults show that COST231 Hata M odel has narr ow er err or band.T his art icle lastly modifies COST231 Hata M odel,to make the modified model has ev en hig her accur acy6d B w hen applied t o the pr ediction of local radio pr opagation. Key Words electromagnetic w ave pro pagation,Okumura Hata model,COST231 Hata model,Egli model,model cor rection Class Nu mber T N926 1 引言 随着军队信息化进程的加快,军事领域电磁应用日益广泛,电磁环境日益复杂,电磁空间的斗争会更加激烈并将对争夺未来战争主动权,乃至国家安全与战略利益拓展产生重大影响[1]。因此,在现代战争中,对战场电磁环境进行预测分析就显得极为重要。电波传播作为战场电磁环境预测分析领域中重要组成的一部分,因此开展对电波传播特性研究就显得格外重要。 2 电波传播预测模型 理想情况下,自由空间的电波传播损耗[2]为:L f=32.4+20lg d+20lg f,式中,f是载波频率,d 是发射机与接收机之间的距离。可以看出,自由空间传播损耗只与工作频率和传播距离有关。但是在现实环境中,由于传播路径上存在着各种影响,如高空电离层影响,高山、湖泊、海洋、地面建筑、植被以及地球曲面的影响等,因而电磁波具有反射、绕射、散射和波导传播等比自由空间复杂得多的传播方式。出于工程技术和军事应用上的需要,人们建立了很多复杂环境下的电波传播预测模型,目前常用的电波传播预测模型有Okumura H ata模型、COST231 H ata模型和Eg li模型。 2.1 Okumura H ate模型 Okum ura H ate模型[3~4]是根据测试数据统计 *收稿日期:2011年1月19日,修回日期:2011年2月23日 作者简介:刘勇,男,硕士研究生,研究方向:复杂战场电磁环境预测仿真。周新力,男,教授,博士生导师,研究方向:短波通信、战场电磁兼容。金慧琴,女,副教授,研究方向:短波通信、战场电磁兼容。

无线电波传播模型与覆盖预测

无线电波传播模型 与 覆盖预测 河北全通通信有限责任公司 工程部网络服务组 二0 0二年四月二十日

第一节无线传播理论 1.1 无线传播基本原理 在规划和建设一个移动通信网时，从频段的确定、频率分配、无线电波的覆盖范围、计算通信概率及系统间的电磁干扰，直到最终确定无线设备的参数，都必须依靠对电波传播特性的研究、了解和据此进行的场强预测。它是进行系统工程设计与研究频谱有效利用、电磁兼容性等课题所必须了解和掌握的基本理论。 众所周知，无线电波可通过多种方式从发射天线传播到接收天线：直达波或自由空间波、地波或表面波、对流层反射波、电离层波。如图1-1所示。就电波传播而言，发射机同接收机间最简单的方式是自由空间传播。自由空间指该区域是各向同性（沿各个轴特性一样）且同类（均匀结构）。自由空间波的其他名字有直达波或视距波。如图1-1（a），直达波沿直线传播，所以可用于卫星和外部空间通信。另外，这个定义也可用于陆上视距传播（两个微波塔之间），见图1-1（b）。 第二种方式是地波或表面波。地波传播可看作是三种情况的综合，即直达波、反射波和表面波。表面波沿地球表面传播。从发射天线发出的一些能量直接到达接收机；有些能量经从地球表面反射后到达接收机；有些通过表面波到达接收机。表面波在地表面上传播，由于地面不是理想的，有些能量被地面吸收。当能量进入地面，它建立地面电流。这三种的表面波见图1-1（c）。第三种方式即对流层反射波产生于对流层，对流层是异类介质，由于天气情况而随时间变化。它的反射系数随高度增加而减少。这种缓慢变化的反射系数使电波弯曲。如图1-1（d）所示。对流层方式应用于波长小于10米（即频率大于30MHz）的无线通信中。第四种方式是经电离层反射传播。当电波波长小于1米（频率大于300MHz）时，电离层是反射体。从电离层反射的电波可能有一个或多个跳跃，见图1-1（e）。这种传播用于长距离通信。除了反射，由于折射率的不均匀，电离层可产生电波散射。另外，电离层中的流星也能散射电波。同对流层一样，电离层也具有连续波动的特性，在这种波动上是随机的快速波动。蜂窝系统的无线传播利用了第二种电波传播方式。这一点将在后文中论述。 在设计蜂窝系统时研究传播有两个原因。第一，它对于计算覆盖不同小区的场强提供必要的工具。因为在大多数情况下覆盖区域从几百米到几十公里，地波传播可以在这种情况下应用。第二，它可计算邻信道和同信道干扰。 预测场强有两种方法。第一种纯理论方法，适用于分离的物体，如山和其他固体物体。但这种预测忽略了地球的不规则性。第二种基于在各种环境的测量，包括不规则地形及人为障碍，尤其是在移动通信中普遍存在的较高的频率和较低的移动天线。第三种方法是结合上述两种方法的改进模型，基于测量和使用折射定律考虑山和其他障碍物的影响。在蜂窝系统中，至少有两种传播模型，第一种是FCC建议的模型。第二种设计模型由Okumura提供，覆盖边

中国电子科技集团公司(CETC)成员单位

中国电子科技集团公司(CETC)成员单位一览表 电科院北京电子科学研究院 2所太原西北电子装备技术研究所 3所北京电视电声研究所 7所广州广州通信研究所 8所淮南安徽光纤光缆传输技术研究所 9所绵阳西南应用磁学研究所 10所成都西南电子技术研究所 11所北京华北光电技术研究所 12所北京北京真空电子技术研究所 13所石家庄河北半导体研究所 14所南京南京电子技术研究所 15所北京华北计算技术研究所 16所合肥合肥低温电子研究所 18所天津天津电源研究所 20所西安西安导航技术研究所 21所上海上海微电机研究所 22所新乡中国电波传播研究所 23所上海上海传输线研究所 24所重庆四川固体电路研究所 26所重庆四川压电与声光技术研究所 27所郑州中原电子技术研究所 28所南京南京电子工程研究所 29所成都西南电子设备研究所 30所成都西南通信研究所 32所上海华东计算技术研究所 33所太原太原磁记录技术研究所 34所桂林桂林激光通信研究所 36所嘉兴江南电子通信研究所 38所合肥华东电子工程研究所 39所西安西北电子设备研究所 40所蚌埠蚌埠接插件继电器研究所 41所蚌埠华东电子测量仪器研究所 43所合肥华东微电子技术研究所 44所重庆重庆光电技术研究所 45所平凉平凉半导体专用设备研究所 46所天津天津电子材料研究所 47所沈阳东北微电子研究所 48所长沙长沙半导体工艺设备研究所 49所哈尔滨东北传感技术研究所 50所上海上海微波技术研究所

51所上海上海微波设备研究所 52所杭州杭州计算机外部设备研究所 53所锦州东北电子技术研究所 54所石家庄石家庄通信测控技术研究所 55所南京南京电子器件研究所 58所无锡无锡微电子研究所（无锡微电子科研中心） 信息化工程总体研究中心 中电科技国际贸易有限公司 中电华通通信有限公司 中电科投资开发有限公司 中电科技电子信息系统有限公司 北京中电科卫星导航系统有限公司 中电科技旅游产业发展有限公司 中电科技德清华莹电子有限公司 长江数据通讯股份有限公司 中华通信系统有限责任公司 北京科控微电子工程公司 1、电子科学研究院 https://www.sodocs.net/doc/502248271.html,/index.asp 地址：北京石景山八大处科技园区双园路10号 1984年在北京创建的国家级研究机构，是中国电子科技集团的中央研究院，是国家电子信息系统顶层设计、系统总体研究开发和系统集成以及组织重大科技项目实施的总体研究院。 电子科学研究院院部和主要的科研基地在石景山高科技开发区内，它毗邻风光秀丽的西山风景区，拥有科研、试验、办公、学术报告、专家公寓、教育培训设施及各类配套生活和服务设施。在万寿路27号院内有部分办事机构。 目前工程技术人员占职工总数的七成，其中工程院士两人，高级职称人数占职工总数的三成，具有博士和硕士学位人数占职工总数的四成。并拥有多名有经验的博士和硕士指导教师。 2、中国电子科技集团公司第二研究所（西北电子装备技术研究所） https://www.sodocs.net/doc/502248271.html,/index.asp 地址：中国太原和平南路115号 成立于1962年，专业从事电子先进制造技术研究和电子专用设备开发制造。 主要产品类别为平板显示器件生产设备、半导体生产设备、元器件生产设备、清洗与洁净产品、真空设备、表面处理设备、太阳能电池生产设备、LED生产设备等，广泛应用于电子元器件和整机制造中，在国内外具有良好的信誉。产品遍及全国各地，部分产品远销日、美、东南亚等国际市场。

电波传播原理资料

第一章电波传播 无线电通信，是将信息变为电信号，再调制到高频振荡上，由发射天线把已调的高频电流，以电磁波的形式发射出去。电磁波传播到接收地点时，由接收天线将它接收下来，再变成已调的高频电流，通过接收机放大、解调，取出信息，从而达到通信的目的。其工作过程如图1.1所示。 发送端电磁波接收端 一、频率、波长和波速的关系 电磁波的特性可用它的频率、波长和传播速度来表示。一般用符号? 代表频率，常用的单位是赫、千赫和兆赫；用符号λ代表波长，常用单位是米、厘米和毫米；用符号V代表波速，常用单位是公里/秒、米/秒等。 频率、波长和波速，这三个物理量之间的关系，可用公式1.1表示。 V=λ×? 1.1 电磁波在空中传播的速度近似于光在真空中传播的速度，其值为： V =3×108米/秒 1.2 所以 赫 λ λ 8 10 3? = = v f 1.3 或 米 f f v8 10 3? = = λ 1.4 在短波通信中，频率常用兆赫为单位，1兆赫=106赫，所以波长λ又可以写为：

()米 兆赫f 300=λ 1.5 无线电波频率、波长对照见表1.1 表1.1 频率波长对照表 Mc M 18.7516 19 20 21 22232425262728 29303132333435363737.5 15.5 1514.5 1413.51312.5 1211.5 11 10.5 109.5 98.58 4000 Mc M 9.3759.5 10 1112131415 16 17 1818.753231.5 3029 28 27262524232221 20`918 1716 3500 3000 2500 2000 75 80 90 100 110 120 130 140 150 Kc M 8000 37.5Kc M 7500 7000 6500 6000 5500 5000 4500 4000 37.5 40 45 50 55 60 65 70 75 计算公式：频率（KC ）= ()M 波长300000 ，波长（M ）= ()KC 频率300000 二、无线电波波段的划分 无线电波的频率范围很宽，根据无线电波传播的特点，二、无线电波波段的划分按工作波长的不同，一般划分为极长波、超长波、长波、中波、短波、超短波和微波等波段，其波长划分范围一般如表1.2所

移动通信电波传播预测模型选择研究

２００８年３月 第２７卷第２期 保山师专学报 ＪｏｕｍａｌｏｆＢａｏｓｈａｎＴｅａｃｈｅ璐’Ｃｏｌｌｅｇｅ Ｍａｒ。２００８ Ｖ０１．２７Ｎｏ．２ 移动通信电波传播预测模型选择研究 张鑫１池宗琳２ （１．丽江高等师范专科学校计算机科学系，云南丽江６７４１００； ２．云南大学信息学院，昆明６５００９１） 摘Ｊ要：能否准确预测基站信号的覆盖情况是移动通信网络规划的优劣所在，提高预测准确度的关键在于选择最能接近实测值的预测模型，通过对五种预测模型的分析对比，并与实测数据的仿真比较，得出了在郊区环境下，０ｋｕｍｕｍ—Ｈａｔａ预测模型更接近实测值的结论。 关键词：预测模型；路径损耗；对比仿真 中图分类号：Ｇ４文献标识码：Ａ文章编号：１００８—６５８７（２００８）０２—０８６—０３ ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＭｏｂ订ｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＲａｄｉｏＷａｖｅ ＰｒｏｐａｇａｔｉｏｎＦｏｒｅｃａｓｔＭｏｄｅｌＣｈｏｉｃｅ ＺｈａｎｇＸｉｎｌＣｈｉＺＯｎｇＩｊｎ２ （１，Ｃｏｍｐｕｔｅ卜Ｓｃｉ．Ｄｅｐｔ．蜘ｉａｎｇＴｅａｃｈｅ璐’Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｌｉｊｉａｎｇ，Ｙｕｎｎａｎ６７４１００； ２，ＩＴＣｏｌｌｅｇｅ，ＹｕｎｎａｎＵｎｉＶｅｒｓｉｔｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ，６５００９１） Ａｂｓｔｒａｃｔ：１１｝ｌｅａｄＶａｎｔａｇｅ０ｆｍｏｂｉｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｎｅ附ｏｒｋｐｌａＩｌｎｉｎｇｉｓｔ０ｆｏｒｅｃ鹪ｔａｃｃｕｒａｔｅｌｙｓｉ印ａｌｃｏｖ—ｅｒａｇｅ ｏｆｂａｓｅｄｅｐｏｔ舳ｄｔｏｅｎｈａｎｃｅｆｏｒｅｃ鹊ｔｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙｂｙ印ｐｌｙｉｎｇｔｈｅｍｏｄｅｌ印ｐｍａｃｈｉｎｇｔＩｌｅａｃｔｕａｌｖａｌｕｅ．７Ｉｈｉｓｐ印ｅｒｃｏｎｃｌｕｄｅｓｔｈａｔｔＩｌｅＯｋｕｍｕｍ—Ｈａｔａｆｏｒｅｃ鹪ｔｍｏｄｅｌ１ｓｃｌｏｓｅｒｔｈｅａｃｔｕａｌｖａｌｕｅｉｎｔｈｅｓｕｂ—ｕｒｂｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｔｈｒｏｕｇｈａｎａｌｙｓｉｓ卸ｄｃｏｎｔｒ嬲ｔｏｆｆｉｖｅｋｉｎｄｓ０ｆｆｏｒｅｃ鹊ｔｍｏｄｅｌ． ＫｅｙｗＯｒｄ：Ｆｏｒｅｃ船ｔｍｏｄｅｌ；Ｗａｙｌｏｓｓ；Ｃｏｎｔｒａｓｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ 移动通信系统中的无线电波是在不规则地形传播模型，其全称为“平均坡面高度为５嘶的山坡情况下进行传播的，在估算路径损耗时，应考虑特地形上的传播模型”，它是基于实测数据而提出的定地区的地形因素，预测模型的目标是预测特定点传播路径损耗为 或特定区域（小区）的信号强度，但在方法复杂性和Ｌ＝１１７“０ｌ耐＋２０ｌ矿．２０ｌｇ（＾以。）（１） 精确性方面差异很大，因此针对不同地形特点，要由于在两个半波偶极天线之间的自由空间损选择最适合于本地的预测模型。耗为 在传播预测模型中通常将地形划分为城区、郊区、开阔地和空间自由传播四种情况，城市郊区人口密度介于乡村和繁华市区，基站规划需同时考虑覆盖范围和用户容量两方面因素，随着移动用户的急剧增加，目前城市郊区基站的覆盖范围通常不足ｌｋｍ，要选择预测模型，需将该地区具有代表性的测量数据代人模型，根据仿真结果以确定出可选用的模型。 １．常用室外宏蜂窝预测模型 １．１Ｅｇ｜．模型 Ｅｇｌｉ模型是一种简化的不规则地形上的无线 ￡＾＝３２．２７＋２０ｌ耐＋２０ｌ旷（２） 因此在（１）式中必须减去自由空间传播引起的损耗，才能得到Ｅ小模型的传播损耗 ￡ｄ—Ｚ惦＝８４．７３＋２０ｌｇｄ一２０ｌｇ（＾旃。） 式中，‰是基站天线的高度，ｋ是移动台天线的高度，厂的频率ＭＨｚ，ｄ是收发天线之间的距离，单位为ｋｍ（下同）。 １．２ＭｃＧｅｅｈａｎ—Ｇｒｉ仟Ｉｔｈｓ模型 ＭｃＧｅｅｈａＩｌ—Ｇｒｉｆｆｉｔｈｓ路径损耗公式为： Ｌ＝１２０一２０ｌｇ（ＪＩｌ止。）＋４０ｌｇｄ＋３０１９９‘啊（５） 对各种环境下Ａ给出的值 收稿日期：２００ｒ７一ｌｌ一２５ 作者简介：张鑫（１９７ｌ一），男。云南丽江人，丽江高等师范专科学校计算机科学系讲师，研究方向为无线通信。　万方数据

电波多径传播及衰落的分析与研究

北京联合大学 电波多径传播及衰落的分析与研究 学院：信息学院 姓名： 班级： 2011年11月1日 电波多径传播及衰落的分析与研究

摘要：随着无线通信的迅速发展，无线通信在日常生活中的地位越来越重要，无线通信的电波传输是一个非常复杂的问题，在通信系统中，由于通信地面站天线波束较宽，受地物、地貌和海况等诸多因素的影响，使接收机收到经折射、反射和直射等几条路径到达的电磁波，电波在传播信道中的多径传输就会引起干涉延时效应，产生多径效应。这些不同路径到达的电磁波射线相位不一致且具有时变性，导致接收信号呈衰落状态；这些电磁波射线到达的时延不同，又导致码间干扰。若多射线强度较大，且时延差不能忽略，则会产生误码，这种误码靠增加发射功率是不能消除的，即多径衰落，它也是产生码间干扰的根源。 关键字：无线通信；反射；折射；多径效应；多径衰落 Abstract:These different paths to reach the phase of the electromagnetic radiation possessed sometimes inconsistent variability, resulting in the received signal was fading state; these different electromagnetic radiation to reach the delay, but also lead to inter-symbol interference. If the multi-ray intensity is greater and the time delay difference can not be ignored, it will produce error, this error by increasing the transmit power can not be eliminated, and the resulting decline of multi-path effects have called multipath fading, it is also produced inter-symbol interference source. Key words:Wireless communication;reflection refraction;multipatheffect;multipath fading 一、多径传播： 多径传播是指无线电波在传播时通过了两个以上不同长度的路径到达接收点，接 收天线检测的信号是几个不同路径传来的电场强度之和。多径传播也会引起信号畸变。 在无线通信领域，多径指无线电信号从发射天线经过多个路径抵达接收天线的传 播现象。大气层对电波的散射、电离层对电波的反射和折射，以及山峦、建筑等地表物体对电波的反射都会造成多径传播。 多径会导致信号的衰落和相移。瑞利衰落就是一种冲激响应幅度服从瑞利分布的多径信道的统计学模型。对于存在直射信号的多径信道，其统计学模型可以由莱斯衰落描述。

电磁波的传播

实验二电磁波的传播 实验目的： 1、掌握时变电磁场电磁波的传播特性； 2、熟悉入射波、反射波和合成波在不同时刻的波形特点； 3、理解电磁波的极化概念，熟悉三种极化形式的空间特点。 实验原理： 平面电磁波的极化是指电磁波传播时，空间某点电场强度矢量E随时间变化的规律。若 E的末端总在一条直线上周期性变化，称为线极化波；若E末端的轨迹是圆（或椭圆），称为圆（或椭圆）极化波。若圆运动轨迹与波的传播方向符合右手（或左手）螺旋规则时，则称为右旋（或左旋）圆极化波。线极化波、圆极化波和椭圆极化波都可由两个同频率的正交线极化波组合而成。 实验步骤： 1、电磁波的传播 （1）建立电磁波传播的数学模型 （2）利用matlab软件进行仿真 （3）观察并分析仿真图中电磁波随时间的传播规律 2、入射波、反射波和合成波 （1）建立入射波、反射波和合成波的数学模型 （2）利用matlab软件进行仿真 （3）观察并分析仿真图中三种波形在不同时刻的特点和

关系 3、电磁波的极化 （1）建立线极化、圆极化和椭圆极化的数学模型 （2）利用matlab软件进行仿真 （3）观察并分析仿真图中三种极化形式的空间特性 实验报告要求： （1）抓仿真程序结果图 （2）理论分析与讨论 1、电磁波的传播 clear all Array w=6*pi*10^9; z=0:0.001:0.12; c=3*10^8; k=w/c; n=5; rand('state',3) for t=0:pi/(w*4):(n*pi/(w*4)) d=t/(pi/(w*4)); x=cos(w*t-k*z); plot(z,x,'color',[rand,rand,rand]) hold on end

大学物理第三章 电磁波

163 第3章 电磁波 一．基本要求 1．了解电磁波的波动微分方程，掌握自由空间电磁波的基本特征； 2．了解电磁波的能量、能流和动量，电磁场的物质性； 3．掌握LC 振荡电路频率振荡ω=，了解振荡电偶极子远场辐射的特征； 4．掌握电磁波的反射定律、折射定律、半波损失、布儒斯特定律； 5．掌握电磁波的相干条件和干涉加强、干涉减弱的条件； 6．了解电磁波的衍射； 7．了解振动方向相同、频率相近的简谐波的合成，了解相速度和群速度的概念； 8．了解电磁波谱及其相应的辐射源。 二．内容提要和学习指导 （一）电磁波的波动方程：若空间各处0e σ=，0ρ?=，则 2220E E t με??-=? ，2220B B t με??-=? ； 由波动微分方程可以解得 1． 电磁波速c u n = = = ；其中c 是真空中光速，n 是介质折射率； 2．电磁波是横波： E u ⊥ ，H u ⊥ ，E H ⊥ 且//()u E H ? ； 3．E 和H 同频率、同相位地变化着； 4．E 和H 、B =，E B u =? ； 5．电磁波的偏振状态通常用波场中各点电矢量空间取向随时间变化方式定义。可以有三种类型的偏振波：线偏振波；圆偏振波；椭圆偏振波。 （二）电磁波的能量、能流、质量和动量 1．能量密度：2211 22e m w E H w εμ= ==，2e m w w w E ε=+=； 2．能流密度矢量：S E H =? ，2S E u ε= ； 3．质量密度：22/E c ρε=； 4．动量流密度：22(/)g u E c u ρε== ； （三）振荡电偶极子的辐射 1．LC 振荡电路：1/ω=0cos q q t ω=→振荡电偶极子0cos p p t ω= 2．远场辐射场量：202 sin cos[()]4p r E t e u r u θωθωπε=?- ，20sin cos[()]4p r H t e u r u ?ωθωπ=?- ；

中电研究所排名

南京14所 成都的29所 电子通信较强：浙江嘉兴的电子36所 合肥的电子38所 石家庄54所 上海20所 总参56所 杭州52所 电科院北京电子科学研究院 2所太原西北电子装备技术研究所 3所北京电视电声研究所 7所广州广州通信研究所 8所淮南安徽光纤光缆传输技术研究所9所绵阳西南应用磁学研究所 10所成都西南电子技术研究所 11所北京华北光电技术研究所 12所北京北京真空电子技术研究所 13所石家庄河北半导体研究所 14所南京南京电子技术研究所 15所北京华北计算技术研究所 16所合肥合肥低温电子研究所 18所天津天津电源研究所 20所西安西安导航技术研究所 21所上海上海微电机研究所 22所新乡中国电波传播研究所 23所上海上海传输线研究所 24所重庆四川固体电路研究所 26所重庆四川压电与声光技术研究所 27所郑州中原电子技术研究所 28所南京南京电子工程研究所 29所成都西南电子设备研究所 30所成都西南通信研究所 32所上海华东计算技术研究所 33所太原太原磁记录技术研究所 34所桂林桂林激光通信研究所 36所嘉兴江南电子通信研究所 38所合肥华东电子工程研究所 39所西安西北电子设备研究所 40所蚌埠蚌埠接插件继电器研究所 41所蚌埠华东电子测量仪器研究所 43所合肥华东微电子技术研究所 44所重庆重庆光电技术研究所

45所平凉平凉半导体专用设备研究所 46所天津天津电子材料研究所 47所沈阳东北微电子研究所 48所长沙长沙半导体工艺设备研究所 49所哈尔滨东北传感技术研究所 50所上海上海微波技术研究所 51所上海上海微波设备研究所 52所杭州杭州计算机外部设备研究所 53所锦州东北电子技术研究所 54所石家庄石家庄通信测控技术研究所 55所南京南京电子器件研究所 58所无锡无锡微电子研究所（无锡微电子科研中心）

天线与电波传播_宋铮_习题答案

第一章习题参考答案（仅供参考） 1. 解：电基本振子放置于Z轴上，其空间坐标如右图所示。 ? （1）辐射场的传播方向为径向；电场方向为；磁场方向为；（注：这里表示的是电基本振子的远区辐射场） （2）电基本振子辐射的是线极化波。 （3）过M点的等相位面是一个球面，所以远区辐射场是球面波；又因为 与成正比，则球面波又是非均匀的。 （4）M点的电场与磁场之间有如下关系： （5）从电基本振子的远区辐射场表达式可见： 与电流大小、空间距离及电长度以及子午角有关。 （6）从电基本振子辐射场的表达式可知： 当时，电场有最小值；当时，电场有最大值；磁 场无方向性。（注：也可以用电磁场的方向图来说明。） （7）电基本振子的E面和H面的方向图如下图所示。

5、解：（1）电基本振子的归一化方向函数为： 因为是指主瓣最大值两边两个零辐射方向之间的夹角。由此可知： ? →? 取，则。 因为是指主瓣最大值两边场强等于最大值0.707的两个辐射方向之间的夹角。由此可知： ? →? 取，则。 （2）磁基本振子的E面图为电基本振子的H面图，H面图为电基本振子 的E面图。所以，其和的计算过程于电基本振子的类似，从略。 8、解：本题考察对半功率点波瓣宽度的理解。因为，所以 ；从图上可以看出点是半功率点，其场强大小为： ，其中为的场强。 由于场强与成正比，则的场强是点场强的 ，即。故有。

10、解：已知天线1的，；天线2的， 。 （1）由可得： （2）由可得： （3）由可得： ?? →?? ?? →?? ????→?? 14、解：接收天线的有效接收面积为 将，代入，则可得。 29、解：如图所示，这是一个4元均匀直线阵，,,,d=0.25λ。

20172018学年高中物理第三章电磁振荡电磁波第34讲电磁波谱电磁波的应用无线电波的发射传播和接收

第3讲 电磁波谱 电磁波的应用 第4讲 无线电波的发射、传播和接收 [目标定位] 1.认识电磁波谱，了解电磁波各波段的特性和主要作用.2.了解电磁波的应用和在科技、经济、社会发展中的作用.3.知道有效发射电磁波的条件，知道调制、调幅、调频、调谐、解调、电谐振等概念． 一、电磁波谱 电磁波的应用 1．电磁波谱：按波长(或频率)的顺序把所有电磁波排列起来． 2．电磁波的应用 (1)无线电波：波长从几毫米到几十千米． (2)红外线：波长位于微波和可见光之间的电磁波． 应用：热作用，红外线脉冲信号，用来遥控电视机、录像机和空调机，利用物体发射红外线做红外线遥感． (3)紫外线：波长比最短波长的可见光(紫光)还短的电磁波． 应用：杀细菌、消毒、激发荧光做防伪标志． (4)X 射线：波长比紫外线还短的电磁波． 应用：医用透视． (5)γ射线：比X 射线波长更短的电磁波． 应用：工业探伤，杀死病态细胞(γ刀)． 二、无线电波的发射、传播和接收 1．无线电波的发射 (1)要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有如下特点： 第一，振荡电路产生的电场和磁场必须分布到广大的开放空间中，才能有效地把电磁场的能量传播出去． 第二，要有足够高的振荡频率． (2)载波：用来“运载”信号的高频等幅波． (3)调制：把传递的信号“加”到载波上的过程． 分类????? 调幅：使高频振荡的振幅随信号而变.调频：使高频振荡的频率随信号而变. 2．无线电波的传播 (1)地波：沿地球表面空间传播的无线电波． 适用于能够绕过地面障碍物的长波、中波和中短波．

短波和微波不宜用地波传播． (2)天波：依靠电离层的反射来传播的无线电波． 适用于不易吸收和穿过电离层而易被电离层反射的短波． 实验证明：微波易穿过电离层进入太空，长波易被电离层吸收掉． (3)直线传播：沿直线传播的电磁波，叫做空间波或视波．适用于微波． 3．无线电波的接收 (1)原理：电磁波在传播过程中如果遇到导体，会在导体中产生感应电流．因此空中的导体可以用来接收电磁波． (2)电磁谐振(电谐振)：当振荡电路的固有频率跟传播来的电磁波的频率相等时，电路中激起的感应电流最强． (3)调谐：使接收电路产生电谐振的过程． 调谐电路：能够调谐的接收电路． 想一想在我们周围弥漫着各种电台、电视台及无线电设备发出的电磁波，我们若想收听某一电台的广播时，需要调节收音机的旋钮选台，你知道“选台”的作用吗？ 答案“选台”是为了使想收听的某一电台发射的电磁波的频率与收音机的接收电路的固有频率相同. 一、各种电磁波的特点及应用 电磁波谱无线电波红外线可见光紫外线 伦琴射线 (X射线) γ射线频率(Hz)由左向右，频率变化由小到大 真空中波长由左向右，波长变化由长到短 特性波动性强热作用强感光性强 化学作用，荧 光效应 穿透力强 穿透力 最强用途 通信、广 播、导航 加热、遥测、遥 感、红外摄像、 红外制导 照明、照 相等 日光灯、杀菌 消毒、治疗皮 肤病等 检查、探 测、透视、 治疗 探测、 治疗 A．无线电波、可见光、红外线 B．无线电波、可见光、γ射线 C．红光、黄光、绿光 D．紫外线、X射线、γ射线

第三章电波传播

第三章电波传播 EME通信电波传输往返路径长达80万公里，无线电波需要穿越大气层、电离层、宇宙空间到达月球表面反射后再返回，影响电波传播的主要因素包括路径传输损耗、多普勒频移、法拉第旋转、天空噪声，以及空间位置的变化引起的极化改变等。 图3.1 EME电波传输损耗示意图 3.1 EME路径传输损耗 月面反射通信中的无线电信号需要往返经过地球大气层、月地间的宇宙空间等重要的区域，每个区域均会对信号传播产生影响，主要包括自由空间传输损耗和大气损耗。

图3.2 EME电波传播示意图 3.1.1 自由空间传输损耗 传输损耗中最基本的就是自由空间传输损耗。无线电波在自由空间传输时，发射天线辐射功率大部分能量都向其它方向扩散了，随着距离增加其单位面积中的能量会因为扩散而减少，接收天线接收的信号功率仅仅是其中很小部分。通信距离越远，球面积越大，接收点截获的功率越小，即传输损耗越大。除了距离以外，自由空间传输损耗还和通信的频率有关，频率越大，自由空间损耗也越大。随着距离和频率的上升，自由空间传输损耗也上升，到了一定界限后呈缓慢上升趋势。自由空间传输损耗可由下式计算得出： L f=32.44+20?log(d)+20?log?(?)（3.1）式3.1中：?为电磁波的频率，单位为MHz； ????????????d为传播路径的距离，单位为km； EME通信距离高达80万公里，要穿越不同的介质，在大气层以外的传播可近似看成自由空间传播。自由空间传播损耗为EME整个通信链路的主要损耗，所以在前人总结的基础上，采用自由空间损耗公式对该部分进行计算，可以获取自由空间的传播损耗数值。 表3.1 典型频率的EME传输损耗

高中物理第三章第三节电磁波的发射、传播和接收 自我小测

自我小测 1调谐电路的可变电容器的动片从完全旋出到完全旋入仍接收不到某较低频率电台发出的信号，要收到该电台的信号，可采用下列办法中的() A．增加调谐电路中线圈的匝数 B．加大电源电压 C．在线圈两端并联一个较小的电容器 D．减小电源电压 2一个LC接收回路，若要从接收较高频率的电磁波到接收较低频率的电磁波，下列调节正确的是…() A．增加谐振线圈的匝数 B．在线圈中插入磁芯 C．降低电源电压 D．把可变电容器的动片适当旋进些 3一台最简单的收音机，除了接收天线和扬声器外，至少还必须具备下列哪几个单元电路() A．调谐电路B．调制电路 C．振荡电路D．检波电路 4一台无线电接收机，当它接收频率为535 kHz的信号时，调谐电路里电容器的电容是270 pF.如果调谐电路的线圈电感不变，要接收频率为1 605 kHz的信号时，调谐电路里电容器的电容应改变为() A．30 pF B．90 pF C．150 pF D．710 pF 5图3－3－3为一个调谐接收电路，图3－3－4(a)(b)(c)为电路中的电流随时间变化的图象，则() 图3－3－3

图3－3－4 A．i1是L1中的电流图象 B．i1是L2中的电流图象 C．i2是L2中的电流图象 D．i3是流过耳机的电流图象 6发射无线电波的装置如图3－3－5所示，其中与L1相连的导体a叫________，导体b 叫做________，L1的作用是________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 图3－3－5 7无线电广播的中波段波长的范围是187～560 m，为了避免邻近电台的干扰，两个电台的频率范围至少应差104 Hz，则在此波段中最多能容纳的电台数约为多少？ 8某发射机中的LC振荡电路的电容器电容为300 pF，线圈的自感系数为0.3 mH，由它产生的电磁振荡向空间发射的电磁波波长是多少？ 9如图3－3－6是接收无线电波的简易收音机电路图．已知L和C，当将C调至C0时， 图3－3－6 (1)指出哪些元件组成了调谐电路，周期是多少？

电波传输原理

SSB分为上边带(USB)与下边带(LSB)，业余电台习惯上在短波业余频率10MHz以下使用LSB，10MHz 以上使用USB。 在中国，最常见的数字通联方式有三种，即RTTY（无线电传）、SSTV（慢扫描电视）和Packet（数据包） 语音通信以单边带（SSB, Single Sided Band）通信为主，与普通收音机上的调幅（AM）或调频（FM）接收方式都不同，因此要选择一部能接收单边带或者等幅电报（CW）的接收机（因CW的解调原理与SSB类似）。 单边带调谐要领调谐就是通常说的选台，在收音机上，只需要调节频率旋钮就能选台，单边带接收机则要复杂一些。为了更好说明问题，我们在图2给出了一个一次变频SSB接收机的简化框图。从天线（ANT）进入的接收信号经过高频放大（RF AMP）后，送到混频器（MIX）与本振（LO）进行混频。混频器把接收频率变换到中频，通过9MHz的中频滤波器（IF FILTER）后，只有9MHz正负1.2kHz的频率才能通过，然后经过中频放大器（IF AMP）放大。差拍混频器（PROD DET，也叫乘积检波器）与差拍振荡器（BFO）合作把单边带信号恢复为音频信号，然后送音频放大器（AF AMP）放大后由扬声器（SPK）输出。这里，改变本振频率可调节接收频率，选择合适的BFO频率可不失真的将USB或LSB信号恢复出来。在本例中，当BFO为8.9985MHz时接收上边带，BFO为 9.0015MHz时接收下边带。在有的接收机上，BFO可在中频中心频率正负2kHz或更大范围进行调节，调错BFO 频率或置错边带都会产生语音失真。习惯上，载频为9MHz以下的单边带通信使用下边带，9MHz以上使用上边带。