无线通信工程(一)无线通信概述

第三节 无线传播环境及其特性
一、电波的自由空间传播
二、电波传播的几种模型
1、电波的弯曲
大气折射与等效地球半径大气的不均匀导致电波弯曲
2、电波的折射 3、刃型遮挡的影响 4、电波传播的路径损耗预测
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三、电波的多径传播
1、电波传播的长期慢衰落 2、电波传播的短期快衰落
描述信道的时变快慢经常采用信道的相干时间td或多普勒 频移fd来描述。当发送信号的码元时间Ts与多普勒频移fd的乘 积远小于1时，此时在每个码元时间内，信号的时变因素可以 忽略，称此时发送信号经历慢衰落；当发送信号的码元时间Ts 与多普勒频移fd的乘积与1可比时，此时每个码元时间内，信 号的时变因素不可以忽略，发送信号经历快衰落
无线通信工程
第一章 无线通信概述
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教学内容 自测训练题
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主要内容安排
第一节 无线通信原理 第二节 无线通信分类和特点 第三节 无线传播环境及其特性
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第一节 无线通信原理
无线电通信就是利用电磁波的辐射传播，经过空 间传送信息的通信方式。它是电信网的重要组成部 分，它可以传送电报、电话、传真、图像、数据以 及广播和电视节目等通信业务，也可用于遥控遥测、 报警以及雷达、导航、海上救援等特种业务，具有 机动灵活、建设快、投资省的优点。
随着新技术的发展，利用计算机进行自动测量传播参 量和自动选择最佳通信频率的高频自适应通信，不但使 报话短波通信可随时保持畅通，而且还可以进行数据率 达4800bit/s的数据通信。
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超短波通信 由于地面吸收较大和电离层不能反射，只能靠 直线方式传输，称为视距通信，传输距离约50km。 远距离传输时需经中继站分段传输，称为接力通信。 超短波通信的工作频带较宽，可以传送30路以 下的话路或数据信号。此外，超短波还适合于电视 广播和移动通信。
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第二节 无线通信的分类和特点
一、无线通信的分类
无线通信按所用波段可分为 长波通信、中波通信、短波通信、超短波通信、 微波通信等。
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长波通信（包括长波以上）：主要由沿地球表面 的地波传播，也可在地面与高空电离层之间形成的波 导中传播，通信距离可达数千公里甚至上万公里，波 长越长，传输衰减越小，穿透海水和土壤的能力也越 强，但相应的大气噪声也越大。
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二、 无线通信特点
无线通信不同于有线通信，无线通信所具有的特 点是：
1、无线通信可以利用空间作为通信媒质，建设快、 投资省、灵活性大，不受地形阻隔。特别是对于应急 通信，抗灾通信更有独特的优越性。
2、无线电通信可以传送电报、电话、传真、图像、 电视及现代通信的新业务，可保证很高的传输质量； 而且还具有全球性或区域性广播能力，是广播、电视 的重要传播手段。
四、链路预算
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为保证高质量的通信，也要对磁环境进行管理以消除 各种电气设备对无线电通信的干扰及通信互相干扰。
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4、无线电通信，存在易于截获、窃听等问题， 对重要保密通信，应采取终端保密措施。现代化保 密设备已可做到短期或长期的保密不被破译，因此 可根据不同条件使用无线电通信。
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主要应用有移动通信、微波通信、卫星通信等。
下面介绍一下无线通信的基本原理： 由电荷产生电场，电流产生磁场，电荷和电流交 替消长的振动可在其周围空间产生互相垂直的电场 与磁场、并以光速向四周辐射的电磁波。电磁波在 均匀介质中以直线形式传播，遇到不同的介质或障 碍物时，会产生反射、吸收、折射、绕射或极化偏 转等现象。
多用于海上通信、水下通信、地下通信和导航等； 由于传播稳定，受太阳光斑或核爆炸引起的电离层骚 扰的影响小，也可用作防电离层骚扰的备用通信手段。
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中波通信：白天主要靠地波传播，夜晚也可由电离层 反射的天波传播，因此传送距离较远。此波段主要用于 广播和导航。
短波通信：也称高频通信，主要靠天波传播，可经电 离层一次或数次反射，最远可传至上万公里，如按气候、 电离层的电子密度和高度的日变化及通信距离等因素选 择合适的频率，就可用较小功率进行远距离通信。短波 通信设备较简单，机动性大，因此也适用于应急通信和 抗灾通信。
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3、无线电波的传播受气候和环境的影响，如短波 传播受太阳黑子、磁暴、对电离层骚扰、雷电、工业 性干扰和核爆炸等的影响，微波传播则受大气折射、 地面反射、雨雪云雾的影响，这些影响或形成衰落、 或造成干扰，因此无线电通信设备要采取各种技术措 施以消除或尽量减小衰落、干扰和噪声的影响。
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微波通信 与超短波相似，进行长距离接力通信。工作频带 更宽，可用于高达2700路甚至更多的大容量干线通信。 还可传送彩色电视。80年代末以来数字微波发展迅速， 并通过同步数字系列与光纤通信统一标准，成为数字 通信网的重要传输手段。 利用对流层大气的不均匀性对微波的散射作用， 进行散射通信，每接力段可长达数百公里。
无线通信系统包括发射部分的发射机和发射天线， 以及接收部分的接收天线和接收机。
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发射机由振荡器、放大器、调制器、变频器和功 率放大器等组成。发射天线必须与发射机的功放输出 阻抗匹配，使无线电波能以最高的效率发向空间。
收信天线将接收的信号送到接收机。接收机主要 由前置放大器、变频器、本地振荡器、中频放大器、 解调器（或检波器）和低频基带放大器组成。
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为信息通过无线电波送往远方，需要以电磁波作 为载体，用被传递的信息（信号）来控制电磁波的幅 度、频率或相位这就是调幅、调频或调相，统称调制。 经过调制的电波可在传输媒质中传输到达接收地点， 然后再将所需信息提取出来还原，称为解调（即反调
制）。以上介绍的就是无线通信的基本原理。