第十章_不同地形类型的影响分解

D1，D2为接收天线在直射波方向和反射波方向的方向性系数 。 其模为
30P D1 r1 D1 2 r1 E 1 R 2 r1 r2 r2 D2
2
D2 R coskr D1
b)水平极化波：入射波与反射波的电场场强均在纸面内，
而不在同一方向
ER
1 2
r1 2 D2 2 cos 2 r 1 D2 cos 30 P D1 Emy ＝ cos 1 ( ) R ( ) 2 R cos( kr ) r1 cos r2 D1 cos r2 D1
1 2
近似条件一： h1 , h2 d 则
r1 r2 d
森林 山地
10-3 7.5×10-4
第二节 电波在光滑平面地面的传播
近似条件：
• 地面尺寸比波长大得多 • 地面起伏不平与波长相比可忽略
在光滑平面地面上电波传播的特点：
• 镜面反射——反射损耗
• 地面σ≠0，有地电流存在——吸收损耗
• 空间波和地表面波两种传播模式同时存在
R T h2 h1
1 , 1 , 1
2. 光滑平面地面上电波传播场强的计算
E E0 1 Re (1 R) Ae
j 0
E 1 Re
j
j

(1 R) Ae
j

E0为自由空间的场强：
30Dt P E0 d
30Dt P E 1 Re j (1 R) Ae j d
第十章 不同地形类型对电波
传播的影响
第一节 概述
无线电波在空间传播过程中将遇到 空气和地面两种不同介质的分界面。由 此，将影响到电波传播的特性。
一、不同地形类型影响电波传播特性的 主要因素
• 地球表面的电特性 • 地球表面的形状 • 地球表面的起伏不平
影响程度取决于地面起伏不平的幅度与波长的比值 判断地面的起伏不平是否影响电波传播特性的准 则———瑞利准则
d
2 , 2 , 2
在光滑平面地面上传播的波主要是直射波、 反射波和地表面波的叠加。
1. 最小有效天线高度h0
表面波起支配作用时的天线高度称为天线 最小有效高度。 h0与波长、极化方式、地面电特性参数有关。
在固定无线通信中，天线架设高度与波长相比均 很高，因此： f<30MHz——表面波 30MHz <f<300MHz——空间波和表面波 f >300MHz——空间波


R：地面反射系数。与波的极化方式，地面电特性参数， 波长及入射角有关； A：表面波衰减系数。始终大于1，与频率，地面电特性 参数，波的极化方式，距离有关。 ：入射波与反射波的相位差（弧度）
1 1 A f d
垂直极化波：平面电磁场的电场方向与入射面
垂直。 水平极化波：平面电磁场的电场在入射面内。
（1）当电波主要以空间波的方式传播时，接收点的 场强主要为直射波和反射波场强的叠加：
E E0 1 Re
r1
A h1 r2
j

B h2
d
A’
a)垂直极化波：入射波与反射波的电场场强均垂直于纸面，
在同一水平方向
E E D ER
ER R EDe
入射波与反射波的相位差：
j
不同反射点 反射系数的 相位差
30P D hh Em 1 R 2 2 R cos(4 1 2 ) d d
R 1 ， 180 0 时， R 1 而当 ，即
2 30P D 2h1h2 Em sin( ) d d
场强将随天线高度h1，h2和通信距离d 的变化而变
化，这种起伏是电场干涉作用的结果。
加一倍，但距离－损耗斜率也增加了一倍。
1 1 2 d d
近似条件三：在VHF,UHF波段，认为天线的效率近似为
100％，那么天线增益G与方向性系数相等，则对各向同
性天线而言，场强有效值E为
D1 D2 D
2 ( h h ) r1 d 2 (h1 h2 ) 2 d [1 1 2 ] 2d 2 2 ( h h ) r2 d 2 (h1 h2 ) 2 d [1 1 2 ] 2d 2
2h1h2 r r2 r1 d
在上述条件下，垂直极化与水平极化的结果相同 （因为Emx＝0）。ER 和 ED 在同一方向上，得
2h1 h2 近似条件二：通信距离足够大，如 d 9
2h1h2 2h1h2 sin d 9 d
4 30P D1 h1h2 Em 2 d
维新斯基量集中分布
在地表以上的半个空间，故其功率密度比自由空间增
ED
B A h1 γ α r1 r2 h2
d
A’
ED 分解为x,y方向上的分量，然后相加，得 首先将 ER 、
Emx EmD sin EmR sin Emy EmD cos EmR sin
其模为
Emx r1 2 D2 2 sin 2 30 P D1 r1 D2 sin sin 1 ( ) R ( ) 2 R( ) cos( kr ) r1 sin r2 D1 sin r2 D1
二、地面特性
地面的电特性参数随区域和深度的不同而不同
地表面 形式 海水 淡水 湿土 干土 ε’ 80 80 10~30 3~4 变化范围 σ 1~4.3 10-8~2.4×10-2 3 × 10-8~3×10-2 1.1× 10-5~2×10-3 ε’ 80 80 10 4 平均值 σ 4 10-3 10-2 10-3
kr k r2 r1
接收点的场强为：
30P D1 jkr1 30P D2 E e R e j ( kr2 ) r1 r2
30P D1 jkr1 r1 e 1 r1 r2 D2 j kr R e D1