第7章-电波传播概论备课讲稿
[信息与通信]第7章 电波传播概论
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第7章电波传播概论
(8)分米波：用于电视广播，飞机导航、着陆，警 戒雷达，卫星导航，卫星跟踪、数传及指令网， 蜂窝无线电通信。 (9) 厘米波：用于多路语音与电视信道， 雷达，卫星遥感，固定及移动卫星信道。 (10) 毫米波：用于短路径通信，雷达，卫 星遥感。此波段及以上波段的系统设备和技术 有待进一步发展。 (11) 亚毫米波：用于短路径通信。
第7章电波传播概论
2. 天波传播 如图8―1―2所示，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。
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。
在各种传播方式中，媒质的 电参数（包括介电常数,磁导率与电 导率）的空间分布和时间变化及边 界状态，是传播特性的决定性因素。
第7章电波传播概论
7.1电波传播的基本概念
1. 无线电波在自由空间的传播 天线置于自由空间中, 假设发射天线是一理想的无方向性天 线, 若它的辐射功率为PΣ瓦, 则离开天线r处的球面上的功率流密 度为
此分量的合成场强呈现最大值， 如图 7 2(b)所示。 其余各成分依次 类推。显然, 若信号带宽过大, 就会引起较明显的失真。所以一般
情况下, 信号带宽不能超过1/τ。因此，引入相关带宽的概念，定
义相关带宽:
第7章电波传播4) 电波传播方向的变化 当电波在无限大的均匀、线性媒质内传播时, 射线是沿直 线传播的。 然而电波传播实际所经历的空间场所是复杂多样的: 不同媒质的分界处将使电波折射、 反射; 媒质中的不均匀体如对 流层中的湍流团将使电波产生散射; 球形地面和障碍物将使电 波产生绕射; 特别是某些传输媒质的时变性使射线轨迹随机变 化, 使得到达接收天线处的射线入射角随机起伏, 使接收信号产生 严重的衰落。 因此, 在研究实际传输媒质对电波传播的影响问题时, 电波传 播方向的变化也是重要内容之一。
《电波传播》PPT课件
0.2
0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
/ (°)
200 180 160 140 120 100 80 60 40 20
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/ (°)
(a)
(b)
干土的反射系数
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当Δ很小时，将 r 2H1H2 代入下式
F02
1 3
F12
（5）
，根据定义，有
F00.577F10.577
d1d2
d
（6）
由上式可见，当距离d一定时，波长愈小，则传播主区
的半径愈小，菲涅耳椭球区也就愈长，最后蜕化为一直线，
这就是几何光学中“光线沿直线传播”的证明
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地面对电波传播的影响
地质的电特性：介电常数，电导率，磁导率 地球表面的物理结构：地形起伏、植物以及人为建
(12)
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【例】 某通信线路，工作波长λ=0.05m，通信距离 d＝50km,发射天线架高H1=100m。若选接收天线架 高H2=100m，在地面可视为光滑平面地的条件下， 接收点的E/E1=？今欲使接收点场强为最大值，调整 后的接收天线高度是多少（应使调整范围最小）？
解 地面反射波与直接波之间的相位差为
| E/ E1 | | E/ E1 |
2 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4
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电波传输PPT学习教案
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E层：E层的最大电离出现在地面高度为110km处，和D层一样， 电离也是从日出时开始到中午前后达到最大，此后该层逐渐衰变， 日落之后只有很小的浓度。E层的电子浓度小于F层，大于D层， 不能有效和稳定地反射频率高的短波频率，但在夜间可以比较稳 定地反射频率较低的中波频率，是中波天波的主要反射层。 从日出开始到中午前后E层电离密度较大，可反射1.5MHZ以上的 频率。
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2.电离层对电波传播的影响
⑴ 电离层对电波的能量有吸收作用 ⑵ 电离层对电波能量的吸收与电子浓度和中性分子密度有关 ⑶ 电离层对电波能量的吸收与其频率的高低有关
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电离层对电波的能量有吸收作用
无线电波在电离层传播过程中将引起衰减。衰减的主要机 制是电离层中的自由电子受电波力作用而产生振荡，电子与重 粒子发生碰撞时电子取自电波的能量发生迁移。以后，在场力 作用下开始新一轮振荡。这种不断反复的过程使电波能量受到 吸收衰减，这种现象称为电离层的吸收。
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2、空间波传播
空间波传播是指发射的电磁波，经空间以直线的方式直接到达接 收点，以及经地表面反射后到达接收点的传播方式。这种空间波 的传播，由于受地球曲率半径的影响，传播距离较近，一般仅数 十公里，基本与视线范围相同（视距传播），因而天线架得越高， 通信距离就越远。
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电离层对电波能量的吸收与电子浓度和中性分子密度有关
电离层电离密度大时，单位体积内的自由电子的数目就多，其它 粒子的密度也大，则自由电子和其它粒子碰撞的机会就多，吸收就 大，反之，吸收就小。
-电波传播
电波(diàn bō)传播理论课程(kèchéng)报告姓名：学号：授课(shòukè)教师：2015年1月目录(mùlù)一．电波(diàn bō)传播 (3)1.1 无线频谱 (3)1.2 各波段(bōduàn)电波传播方式和特点 (3)二．移动通信中的电波(diàn bō)传播 (9)2.1常用波段(bōduàn)及其传播方式和特点 (9)2.2传播(chuánbō)损耗 (10)2.3分集接收(jiēshōu)技术 (11)2.4信道预测 (14)参考文献 (15)课程总结 (15)一．电波(diàn bō)传播1.1 无线频谱电磁波按频率或按波长可划分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。
其中无线电波是指频率从几赫兹到3000GHz范围的电磁波，它包括极长波、超长波、长波、中波、短波、超短波、微波、毫米波、和亚毫米波。
下表列出了国际电联(ITU)对无线电波的划分和命名，并列出了一些应用。
无线电波在地球(dìqiú)(地下、水下、及地球表面)、地球大气层(对流层、电离层、和磁层)和宇宙空间中的传播过程称为无线电传播。
1.2 各波段电波(diàn bō)传播方式和特点1.2.1 波段(bōduàn)划分表格(biǎogé) 130 MHz~300MHz 10 m~1 m甚高频VHF同轴电缆、短波无线电电视、调频广播、空中管制、车辆、通信、导航300 MHz～3000 MHz 100 cm~10 cm特高频UHF波导、分米波无线电微波中继、卫星与空间通信、雷达3 GHz~30GHz 10 cm~1 cm超高频SHF波导、厘米波无线电微波中继、卫星与空间通信、雷达30 GHz~300GHz 10 mm～1mm极高频EHF波导、毫米波无线电雷达、微波中继、射电天文学107 GHz～108GHz mm～mm紫外、可见光、红外光纤激光空间传播光通信按照(ànzhào)波长进行(jìnxíng)粗略(cūlüè)的划分(huà fēn)亦可作如下(rúxià)划分表格 2名称长波中波短波超短波微波光波频率范围3~300KHz300~3000KHz3~30MHz30~1000MHz1G~300GHz1~50THz波长范围100~1km1km~100m100m~10m10m~30cm 30cm~1mm300~0.006m1.2.2大气层结构及其电磁特性大气层的不同分类地球大气层分为低层（约50千里以下）和高层，整个大气层的垂直结构可按不同的方式划分，其中按温度划分：对流层、平流层、中层、热层、和逃逸层按成分划分：均匀层、非均匀层、氢层和质子层按电磁(diàncí)性划分：中性大气层（从对流层到平流层）、电离层和磁层（参图一）图一地球大气层的一种(yī zhǒnɡ)划分对流层对流层是靠近地球表面大气的最低层,主要成份是氮、氧、氢、二氧化碳和水汽混合物，是具有(jùyǒu)旋转气团、各种云层、暖锋、冷锋、雨雪和风暴活动的湍动区,平均高度为11千米,呈中性状态。
电波传播概论
电波传播概论
什么是电波？ 电波又称无线电波，指频率从几十赫兹（甚至更低）到3000 千兆赫兹左右（波长从几十兆米到 0.1 毫米左右）频谱范围 内的电磁波。
什么是无线电波传播？ 发射天线或自然辐射源所辐射的无线电波，通过自然条件下 的媒质到达 接收天线的过程。
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二、本构关系
电磁波的传播过程实际上电磁波与媒质相互作用 的过程。 电磁波的传播，除了考虑麦克斯韦方程所描述的 场属性，还必须考虑媒质的特性及其对电磁波传播 的影响。 与媒质电磁特性相关系的场量之间或源与场量之 间的关系，这些关系称为本构关系。 本构关系是由电磁场作用之下的媒质分子极化和 磁化或电子传导的机理，并通过实验而总结出来。
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位移电流没有热效应？
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微分形式：
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· B0
对于时变电磁场，这4个方程并不是独 立的，如
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微分形式：
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电波传播基本知识PPT课件
电波传播方式的说明
• 地表面波是建立在地球表面的一种电波传播形式，在频率小于5MHz且 天线高度小于地面半波长时，此传播形式占主导作用。其特点是传播距 离远，易与水下建立通信，不受天气与地面环境的阻挡。
• 对流层电波传播是无线通信中占主导作用的传播形式，频率在30MHz以 上时，视距传播成为主要传播方式，此时需注意对流层折射系数的影响 (一般地，此种传播又称地面传播)，传播特点是视距传播，易受地面环 境的阻挡影响，传播衰减较大。
电波反射的退极化作用
• 电波反射的退极化作用除了有耗地面的反射以外，不规则的反射目标也 是造成电波去极化的原因之一。
• 移动信道中的各种物体目标对电波的反射过程，是目标表面上每一部分 对电波的散射的综合。其中还包含某些表面结构的二次甚至更多次反射。 目标上的每一部分，相对电波发射天线的取向和形态是各异的。所以复 杂形状的目标具有极强的、多样的退极化作用。
• 《无线通信技术》，深圳市华为技术有限公司 • 《现代无线通信系统电波传播》，Hernry L.Bertoni • 《移动通信工程(理论与应用)》， • 《网络规划设计》，深圳市华为技术有限公司
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课程内容
第一章 无线通信基本概念 第二章 移动通信电波传播的几个概念 第三章 移动通信电波传播特性 第四章 移动通信信道与预测
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大气媒质的分层情况
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第一章 无线通信的基本概念
第一节 概述 第二节 无线通信中的大
气媒质
第三节 无线通信中的电 波传播方式
第四节 无线通信的频段 划分与传播方式
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电波传播方式的分类
• 根据何种介质或何种介质分界面对电波传播产生主要的影响，可将常遇 到的电波传播方式分为： • （1）地表面波传播（电波传播主要受地球表面的影响）。 • （2）对流层电波视距传播（电波传播主要受对流层影响）。 • （3）电离层电波反射传播（电波传播主要受电离层影响)。
课程思政教学竞赛说课稿《无线电波传播》
课程思政教学竞赛说课稿《无线电波传播》尊敬的评委、各位领导、亲爱的同事们：大家好！我是一名负责教授《无线电波传播》课程的教师，今天我将向大家展示一段关于这门课程的说课稿。
我希望通过这段说课稿，让大家更好地了解我们的教学目标、教学内容和教学方法。
1. 教学背景《无线电波传播》是一门重要的电子信息类专业课程，它主要介绍了无线电波的产生、传播和接收等方面的基本知识和技能。
在当前信息化社会，无线电波传播技术已经无处不在，它广泛应用于通信、广播、导航、雷达等领域。
因此，掌握无线电波传播的基本原理和技术，对于培养电子信息类专业人才具有重要意义。
2. 教学目标我们的教学目标是使学生掌握无线电波传播的基本原理、传播特性和应用技术，培养学生的科学思维和创新能力，提高学生的实践动手能力，使学生能够将所学知识应用到实际工程中。
3. 教学内容我们的教学内容主要包括以下几个方面：（1）无线电波的基本概念：介绍无线电波的产生、分类、传播特性和应用领域。
（2）无线电波传播的数学模型：讲解无线电波传播的数学建模方法，包括射线理论、衍射理论、散射理论和数值方法等。
（3）无线电波传播的实验技术：介绍无线电波传播实验的基本原理、实验设备和实验方法，使学生能够动手进行实验，提高实践能力。
（4）无线电波传播的应用：讲解无线电波传播在通信、广播、导航、雷达等领域的应用技术，使学生了解无线电波传播技术在实际工程中的应用。
4. 教学方法为了实现上述教学目标，我们采用以下教学方法：（1）理论教学：通过课堂讲授，使学生掌握无线电波传播的基本原理和传播特性。
（2）实验教学：通过动手实验，使学生掌握无线电波传播的实验技术和方法。
（3）案例教学：通过分析实际工程案例，使学生了解无线电波传播技术在实际工程中的应用。
（4）讨论教学：通过分组讨论，培养学生的科学思维和创新能力。
5. 教学评估为了保证教学效果，我们将采用以下评估方法：（1）平时成绩：通过学生的课堂表现、作业完成情况和实验报告等方面，评估学生的学习情况。
电波传播基础PPT课件
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(9) (10)
传输媒质对电波传播的影响
对于某一传输电路，发射天线输入功率与接收天线
输入功率（满足匹配条件）之比，定义为该电路的传输
损耗L，即
L
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传输媒质对电波传播的影响
❖多径传输 当电波以两个或两个以上不同长度的路径传播到达
接收地点时，则接收天线捡拾的信号是由几个不同路径 传来的电场之和。因路径长度有差别，它们到接收地点 的时间延迟（简称时延）不同。若以τ表示最大传输时 延与最小传输时延之差，若τ值太大就会引起较明显的 信号失真。图2(a)示出了接收点场强是由两条路径传来 的、振幅不等的、相位差φ=ωτ的两个电场叠加。
当接收天线与来波极化匹配并与负载阻抗匹配时，
其接收功率为
Pr
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Pt Gt
4 d 2
2 4
Gr
4 d
2
PtGtGr
(W)
(3)
式中S为坡印廷矢量（W/m2）, Ae为接收天线的有 效面积（m2），Pt为发射天线的输入功率（W），Gt和 Gr分别是发射天线和接收天线的增益，λ为自由空间电 波的波长（m）。
设一天线置于自由空间，在其最大辐射方向上、距 离为d的接收点处产生的场强为
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60PtGt d
V m
(1)
pt为发射天线输入功率（W），Gt为发射天线增益， d为距离（m），E0为自由空间场强振幅值。为便于实用， 或写成：
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