电波传播原理
无线电信号的传播原理
无线电信号的传播原理无线电波是指在空间中传播的电磁波，具有特定的频率和波长。
无线电信号的传播原理是电磁波的传播原理，要了解其原理，首先需要了解电磁波的基本特性。
一、电磁波的基本特性1.频率和波长无线电波具有特定的频率和波长，频率和波长是电磁波两个基本参数中的关系。
频率越高，波长越短，能量越强。
例如，如果有两个无线电波，一个频率为1MHz，一个频率为2MHz，那么2MHz的无线电波的波长是1MHz的无线电波的一半。
2.传播速度无线电波是在真空中传播的，其传播速度为光速，即约为300,000 km/s。
3.极化电磁波的方向和振动方向之间的关系称为极化。
无线电波可以是水平、垂直或圆极化。
不同极化方式的无线电波在传播过程中受到的衰减程度也不同。
二、无线电信号的传播方式无线电波的传播可以分为三种主要的传播方式：地面波、天波和空间波。
1.地面波地面波是指沿着大地表面传播的电磁波。
地面波的传播距离一般不超过数百千米，其主要特点是传输距离较短，适用于在负责的局域内通信。
2.天波天波是指折射在电离层上方的电磁波。
由于电离层具有反射和折射的特性，天波可以传播数千千米，其主要特点是传输距离较远，适用于远距离通信。
3.空间波空间波是指由天线向空间发射的电磁波，其传播距离与地球曲率半径成正比，可以传播数百到数千千米。
空间波传输主要分为直射和反射两种方式，具体的传播方式取决于天线的高度和环境的情况。
三、无线电信号的传播影响因素无线电信号的传播受到各种因素的影响，主要包括：1.频率无线电波传播的频率越高，传输距离越短，对障碍物的穿透能力越差。
2.反射和衰减无线电波在传播过程中会遇到障碍物并遭到反射、折射和散射，这些因素会改变信号的传播方向和功率，导致信号衰减。
3.天气状况天气的变化会对无线电波的传播产生影响。
例如，电离层的变化会影响天波信号的传播，大气条件的变化会影响空间波信号的传播。
4.传输距离传输距离对无线电波的传播也有很大的影响。
现代无线通信原理：第二章无线电波传播原理1(2018)
传播损耗与接收功率关系
◼ 在无线通信系统中，接收电平的动态范围很大，常 用dBW或dBm为单位表示接收电平。
➢Pr(dBm)=10lgPr(mW); Pr(dBW)=10lgPr(W)
➢0 dBW=30 dBm
dB表示了了諔 关系
例：2W 换算dBW、dBm为多少？
10lg2W=3dBW=33dBm
◼ 不同路由的中继段，当地面的地形不同时，对电波传 播的影响也不同。主要影响有反射、绕射和地面散射。 f 反射：主要考虑地面反射 f 地面散射：表现为乱反射，对主波束的影响小，不 需考虑。 f 绕射：在传播途径中遇到大障碍物时，电波会绕过 障碍物向前传播，这种现象叫做电波的绕射，将在 下节讨论。
地面反射对电波传播的影响
◼ 无线信道模型形式 f物理模型 考虑到传播环境的严格物理特性。应用电磁传播理论 分析电波传播特性来建立预测模型。物理模型可提供 传播特性的最可靠估计，但必须仔细计算。 f统计模型 采用实验的方法，测量各种无线环境下的传播特性， 然后基于各类环境测得的统计量应用电磁传播理论分 析电波在移动环境中的传播特性来建立预测模型。易 于描述和使用，但不提供相同的精度。
f 自由空间的电波传播 f 地面反射对电波的影响 f对流层对电波的影响
◼ 3 移动通信系统中的电波传播
自由空间的电波传播
◼ 电波与自由空间的概念
f微波是一种电磁波，微波射频为300MHz～300GHz ， 是全部电磁波频谱的一个有限频段。
f根据微波传播的特点，可视其为平面波。平面波 沿传播方向是没有电场和磁场纵向分量的，故称
d12
+
F2 1
+
d
2 2
+
F2 1
2
为什么电波可以穿墙
为什么电波可以穿墙电波是指电磁波在空间中传播的一种形式，它是由震荡的电场和磁场组成的波动。
电磁波具有很高的频率和特定的波长，可以在空间中传播，包括穿过墙壁、建筑物等物体。
本文将从物理学角度解释电波穿墙的原理。
一、电磁波的特性电磁波是一种特殊的波动形式，它由电场和磁场交替变化、相互垂直并沿着传播方向传播而成。
电磁波的波长和频率决定了它的特性，而不同频率的电磁波又具有不同的用途。
二、电磁波的传播特点1. 电磁波的波长决定了它的传播方式。
当电磁波的波长大于障碍物尺寸时，它可以绕过障碍物而不产生明显的衰减；当波长与障碍物尺寸相当或更小时，电磁波会与障碍物发生相互作用。
2. 电波在传播过程中会受到衰减，衰减程度与材料的性质和波长有关。
对于高频电磁波，能量衰减较快，电波穿透能力较弱；而低频电磁波可以穿过障碍物，因为能量衰减相对较小。
三、电波穿墙原理电波能够穿墙主要归功于以下几个因素：1. 电磁波的波长。
普通建筑物中的墙壁通常由绝缘材料如砖块、混凝土等构成，而电磁波的波长较短。
短波电磁波能够在绝缘材料间形成衍射和绕射，使电波绕过墙壁。
因此，普通建筑物对于高频电磁波通常并不是很障碍。
2. 电磁波的衰减程度。
虽然电波在传播过程中会发生衰减，但是对于低频电磁波而言，衰减程度较小。
这就意味着低频电磁波可以在墙壁中传播一段距离而不会完全消失，从而达到穿墙的效果。
3. 多径传播现象。
当电波遇到障碍物时，会产生反射、绕射和衍射等现象，形成多条路径。
这种多径传播现象可以弥补部分能量的损失，使电波能够在不同路径中传播，从而增加穿墙的概率。
四、电波穿墙的应用电波穿墙有着广泛的应用领域，以下是几个典型的例子：1. 无线通信。
电波的穿透能力使其成为无线通信技术的基础，例如Wi-Fi、蓝牙等，它们可以在建筑物中的房间之间传递信号，实现无线连接。
2. 遥感技术。
利用电波穿透障碍物的能力，遥感技术可以通过墙壁获取室内的温度、湿度等信息。
这对于安防、环境监测等领域具有重要意义。
无线电波发射原理
无线电波发射原理无线电波发射原理是指通过将电能转化为无线电波的方式进行信息传输的过程。
无线电波发射原理的研究和应用在现代通信领域具有重要的意义。
一、无线电波的产生无线电波是由振荡电流产生的，而振荡电流则是由振荡器产生的。
振荡器是一种能够产生周期性电信号的电路。
当振荡器中的电荷发生周期性变化时，就会产生振荡电流。
这个振荡电流在天线中产生感应作用，从而产生无线电波。
二、电能转化为无线电波的过程无线电发射器是将电能转化为无线电波的设备。
它包括振荡器、放大器和天线等部件。
振荡器产生振荡电流，经过放大器放大后，送入天线。
天线将电能转化为无线电波，并以一定的频率和波长传播出去。
三、无线电波的特性无线电波具有以下几个重要的特性：1. 频率：无线电波的频率决定了它的特定应用。
不同频率的无线电波可用于不同的通信和广播系统。
2. 波长：无线电波的波长与频率有关，波长越短，频率越高。
3. 传播特性：无线电波可以在真空和大气中传播，它的传播速度与光速相同。
4. 传播距离：无线电波的传播距离与频率和功率有关，功率越大，传播距离越远。
四、无线电波的应用无线电波的应用广泛，包括无线通信、无线电广播、卫星通信、雷达等。
其中，无线通信是无线电波应用最为广泛的领域。
手机、电视、无线网络等现代通信设备都是基于无线电波发射原理工作的。
五、无线电波的发展趋势随着科技的不断进步，无线电波的应用也在不断发展和创新。
无线通信技术不断提升，传输速度和质量得到了显著提高。
卫星通信技术使无线电波可以跨越大洋和边境，实现全球通信。
此外，无线电波在医学、航空航天等领域也有着广泛的应用和发展。
总结：无线电波发射原理是通过将电能转化为无线电波的方式进行信息传输的过程。
无线电波的产生依靠振荡器产生的振荡电流，经过放大器和天线的作用，电能被转化为无线电波并传播出去。
无线电波具有特定的频率、波长、传播特性和传播距离等特点，被广泛应用于无线通信、广播、卫星通信和雷达等领域。
无线电波的传播原理
无线电波的传播原理无线电波的传播原理是指无线电波从发射器向接收器传播的过程。
无线电波是一种电磁波，它的传播过程主要受到电磁波的特性、天线的特性和传输环境的影响。
首先，电磁波的传播是通过电场和磁场相互作用而实现的。
无线电波由交变的电流在天线上产生，并形成一个环绕天线的电磁场。
这个电磁场在空间中传播，并会被接收器中的天线捕获。
其次，无线电波的传播会受到天线的特性影响。
天线作为无线电波的收发器，它的尺寸和结构会对无线电波的辐射方向、辐射功率等起到重要作用。
天线的设计和选择能够影响无线电信号的传输距离、传输质量等。
不同类型的天线适用于不同的场景和环境，例如杆状天线适用于远距离传输，而补偿天线适用于增强信号强度。
最后，无线电波的传播还会受到传输环境的影响。
无线电波在空气、水、建筑物和地形等环境中传播时会与这些介质发生干扰、反射、折射和散射等现象，从而影响无线电信号的传播性能。
例如，在城市中，建筑物的多个反射面会引起多径传播，导致信号的时延扩展和多径衰落。
此外，在开放空旷区域，无线电波传播的路径会较为直接，传播损耗较小。
通过以上原理，无线电波可以实现远距离传输和通信。
当发射器发出无线电波时，它会被天线辐射，形成一个电磁场，从而造成电磁波的发射。
这个电磁波会在空间中自由传播，当它遇到接收器的天线时，电磁波会产生电流，从而实现信号的接收。
接收器将接收到的信号经过处理后，可以恢复出原始的信息。
无线电波的传播原理是无线通信技术的基础。
通过研究无线电波的传播规律，我们可以优化通信系统的性能，提高信号的传播距离和传输质量。
在实际应用中，我们需要选择适当的天线和调节传输环境，以实现最佳的无线通信效果。
综上所述，无线电波的传播原理主要包括电磁波的相互作用、天线的特性和传输环境的影响。
通过深入研究和理解这些原理，我们可以更好地利用无线电波进行远距离的通信和传输。
第13章__电波传播
电道的传输损耗：
发射天线输入功率与接收天线输出功率（满足 匹配条件）之比，即
Pin 4 r 2 1 L ( ) 2 PL A Gr G L L L0 LF Gr GL dB
在路径传输损耗 Lb 为客观存在的前提下，降 低传输损耗L的重要措施就是提高收、发天线的增 益系数。
因此，频率越低，绕射能力越强。
衰减损耗、衰落 媒质效应 反射、折射、散射 极化偏转 干扰和噪声 时域、频域畸变 这些媒质效应对信息传输的质量和可靠性常常产 生严重影响，因此各种媒质中各频段电磁波的传播效 应是电波传播研究的主要对象。
电波
电波传播的基本特性
电波传播的基本特性即移动信道的基本特性 ——衰落特性
D=1的无方向性接收天线的有效接收面积为
Ae 4
2
所以该接收天线的接收功率为
2 PL Sav Ae ( ) Pr 4 r
于是自由空间传播损耗为
Pr 4 r L0 10lg 20lg dB PL
或 L0 32.45 20lg f ( MHz ) 20lg r( km)
划分菲涅尔半波带的球面是任意选取的，因此 当球面半径R变化时，尽管各菲涅尔区的尺寸也在 变化，但是它们的几何定义不变。而它们的几何定 义恰恰就是以A、P两点为焦点的椭圆定义。
如果考虑到以传播路径为轴线的旋转对称性， 不同位置的同一菲涅尔半波带的外围轮廓线应是一
个以收、发两点为焦点的旋转椭球。
A
2F1
A与工作频率、传播距离、媒质电参数、地貌 地物、传播方式等因素有关。
基本传输损耗：Lb L0 LF 自由空间传播损耗
dB
衰减损耗
如果发射天线的输入功率为Pin，增益系数为 Gr，接收天线的增益系数为GL，则相应的功率密 度和最佳接收功率分别为
无线电波传播的基础知识
(a )
(b )
(c)
除了上述3种基本的传播方式外，还有散射传播 – 散射传播是利用低空对流层、高空电离层下缘的不均匀的“ 介质团”对电波的散射特性来达到传播目的的。 – 散射传播的距离可以远远超过地-地视距传播的视距。 – 对流层散射主要用于100MHz~10GHz频段，传播距离 r<800km； – 电离层散射主要用于30~100MHz频段，传播距离r>1000km。 散射通信的主要优点是距离远，抗毁性好，保密性强。
35
36 37 38 39 40 41 42 43 44 45
3.2
4 5.12 6.4 8 10 12.8 16 20 25.6 32
50
51 52 53 54 55 56 57 58 59 60
100
128 160 200 256 320 400 512 640 800 1000
dBm=10logmW
– 从物理知识中我们已经知道，只有当波长与障碍物高度可以 比较的时候，才能有绕射功能。在实际情况中只有长波、中 波以及短波的部分波段能绕过地球表面的大部分障碍到达较 远的地方。 – 在短波的部分波段和超短波、微波波段，由于障碍高度比波 长大，因而电波在地面上不绕射，而是按直线传播。
天波传播
– 发射天线向高空辐射的电波在电离层内经过连续折射而返回 地面到达接收点的传播方式称为天波传播。 – 尽管中波、短波都可以采用这种传播方式，但是仍然以短波 为主。它的优点是能以较小的功率进行可达数千千米的远距 离传播。 – 天波传播的规律与电离层密切相关，由于电离层具有随机变 化的特点，因此天波信号的衰落现象也比较严重。
dBm功率转换表
DBm 0 1 3 4 功率 （ W） 0.001 0.00125 0.002 0.0025 dBm 16 17 18 19 功率 （ W） 0.04 0.048 0.064 0.08 dBm 31 32 33 34 功率 （ W） 1.28 1.6 2 2.56 dBm 46 47 48 49 功率 （ W） 40 51.2 64 80
电波的传输原理
电波的传输原理电波是一种无线电波，是由电磁感应产生的。
电波的形成和传输是基于电场和磁场的规律。
电场是由带电物体产生的一种力场，它可用电场强度来描述。
当带电物体发生振动或受到变化电场时，电场强度也会随之变化。
这种变化在空间中扩散形成电磁波，也就是电波。
电波的产生是由带电物体的振动或变化电场引起的，有规律的电流变化会形成有规律的电场变化。
磁场是由带电物体运动时所产生的力场，它可用磁感应强度来描述。
当电场有变化时，磁场也会有变化。
根据法拉第电磁感应定律，变化的磁场会产生电场，进而产生电流。
这种由电场和磁场相互作用产生的变化称为“电磁感应”。
电磁感应现象是电波产生的基础，它使电波传播过程中的信息得以传递。
当变化电场和磁场相互作用时，就能产生电波。
电波的传播速度等于电磁场强度的传播速度，也就是光速。
电波的传播可以通过波动理论来解释。
根据波动理论，电波是以波动的形式传播的，它具有波长、频率和振幅等特征。
振幅决定了电波的强弱，频率决定了电波的音调或颜色。
比如，低频电波用于长波广播，高频电波用于卫星通信。
电波在传播过程中会受到干扰和衰减。
干扰是由其他电波或物质对电波传播的影响，如果多个电波频率不同，可以通过调谐来解决干扰问题。
衰减是电波在传输过程中逐渐减弱的现象，它会导致电波信号的质量下降。
电波的衰减与距离、信号频率、传播环境等因素有关。
电波的传输有多种方式，其中最常见的是通过天线传输。
天线是一种特殊的装置，它能够将电波转换成电信号，或将电信号转换成电波。
在发送端，电信号经过调制后被转换成电波，然后通过天线发射出去。
在接收端，天线接收到电波后将其转换成电信号，经过解调后得到原始信息。
总之，电波的传输原理是基于电场和磁场相互作用的电磁感应现象。
电波以波动的形式传播，其中的信息通过电场和磁场变化来传递。
电波的传输方式多样，其中最常见的是通过天线进行传输。
电波的产生和传输是现代通信技术中不可或缺的基础。
电波传播原理
电波传播原理
电波传播原理是指电磁波在空间中传播的方式和规律。
电磁波包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等，它们在传播时具有相同的物理性质。
电磁波的传播需要介质的支持，可以是气体、液体、固体或真空。
在传播过程中，电磁波会通过周期性的变化产生电场和磁场，形成电磁场的波动。
电磁波的传播速度是一个重要的参数，通常用光速来表示。
在真空中，电磁波的传播速度为299,792,458米/秒。
在不同的介质中，电磁波的传播速度会发生变化，根据介质的不同，传播速度会减小或增大。
电磁波的传播具有直线传播和衍射传播两种方式。
直线传播指的是电磁波在空间中传播的直线路径，不会发生弯曲或偏折。
衍射传播是指电磁波在遇到边缘或障碍物时发生弯曲和扩散，改变传播方向。
电磁波的传播还受到频率和波长的影响。
不同频率和波长的电磁波具有不同的传播特性。
低频电磁波会更容易穿透建筑物和其他障碍物，但传播范围较短；高频电磁波传播范围更广，但对障碍物的穿透能力较差。
总而言之，电波传播原理是通过介质支持电磁波在空间中传播的方式和规律。
它涉及到电磁场的波动、传播速度、传播方式
以及频率和波长等因素的影响。
电波传播原理是无线通信和广播等电磁波应用的基础。
电波是怎样传送信息的原理
电波是怎样传送信息的原理
电波是通过电磁波传播信息的，其原理可以分为以下几个步骤：
1. 信号产生器产生需要传送的信号，这个信号可以是音频、视频、数据等。
2. 信号经过调制器进行调制，将信号转化为调制信号。
调制是将低频信号（基带信号）与高频信号（载波信号）相互结合，使得基带信号的信息被嵌入到高频载波信号中。
3. 调制后的信号通过天线发送出去，天线将调制后的信号转化为电磁波。
电磁波是一种能够在真空中传播的波动现象，它由电场和磁场的振荡相互作用组成。
4. 电磁波在空间中传播，经过无线电信道，到达接收端的天线。
5. 接收端的天线将电磁波转化为电信号，传输到接收机。
6. 接收机对接收到的信号进行解调，将信号从调制信号转回基带信号。
7. 基带信号经过解调后得到原始的信息信号，这个信号就是传送过来的信息。
综上所述，电波传送信息的原理是通过将需要传输的信息通过调制嵌入到高频载波信号中，通过电磁波在空间中传播，再由接收端的接收机进行解调得到原始的信息信号。
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电波的形成
变化的电流
电场
磁场
电波
据电场与磁场互感特性可知有电场就会感应出磁场, 有磁场又会感应出电场,这种现象是在空间发生的, 这样相互感应便形成电波3 并传输出去。
❖ 电场的波动方向是和天线的方向有关的，并且电 ห้องสมุดไป่ตู้和磁场的方向是互相垂直的。
❖ 所谓天线的极化，就是指天线辐射时形成的 电场强度方向，可分线极化和圆极化。
❖ 天空中传输的电波遇到导体就会在导体上感 应出电流，这个导体就被称之为接收天线。
❖ 无论是线极化天线，还是圆极化天线都不能 接收它们自己的正交分量。例如，接收右旋 圆极化波的天线，不能接收左旋圆极化波 （接收垂直极化波的线极化天线也不能接收 水平极化波）。
❖ 由此，现代卫星电视传输中，经常利用垂直 极化与水平极化，左旋圆极化和右旋圆极化 的相互隔离来传送不同的电视节目，以扩大 卫星的传输容量。
无线电波传播的 基本原理
❖ 无线电通信就是不用导线，而利用电磁波振 荡在空中传递信号，天线就是波源。电磁波 中的电磁场随着时间而变化，从而把辐射的 能量传播至远方。
❖ 法拉弟电磁感应定律：时变的电场会产生磁 场，时变的磁场会产生电场 。
❖ 麦克斯韦在1864年做出“电与磁的交替转化 过程，是一种波的传播形式，是一种光波” 的论断，他称这种波为电磁波。
❖ 线极化：电磁波的极化方向保持在固定的方 向上，始终在一个平面内传播。 当电场强度方向垂直于地面时，就称为垂 直极化波“V”；当电场强度方向平行于地 面时，就称为水平极化波“H”。
❖ 圆极化：无线电波的电场大小不变，方向随 时间而变化，电场矢量末端的轨迹在垂直于 传播方向的平面上投影是一个圆。 可分为左旋圆极化“L”和右旋圆极化“R”