第5讲 视距传播(1)
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第6讲 视距传播(2)
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内容安排
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低空大气层对电波传播的影响 超短波传播
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超短波传播
超短波频率范围为30~300 MHz。电波传播主要是视 距传播方式，相对微波而言，超短波受低空大气层不均匀 性的影响、以及自然现象中云、雾、雨等引起的噪声以及 对电波的吸收也较小。因此可主要考虑地面对超短波的影 响，主要表现在 ①地面凸起使电波直射波的传播距离受限于视线距离 以内，讨论传播特性时，须分视距内、外两种情况 ②地面反射波是从凸起的地表反射，因此须考虑球形 地面对电波的扩散作用 ③超短波的低频端，电波具有一定的绕射能力，可利 用山峰绕射形成山地传播，须考虑绕射损耗 光滑地面上的亮区场 视距传播中的亮区（d≤0.7dv）接收点场强主要是直 射波E1和地面反射波E2的合成场。因d>>h，电波掠射至 EMW Propagation Engineering 20/42 地面，可作如下近似
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第六讲 视距传播（2）
2016, April. 13
内容安排
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低空大气层对电波传播的影响 超短波传播
EMW Propagation Engineering 2/42
Df 1 2d12 d 2 1 KR0dh1 1
2 2d1d 2 1 KR0dh2
d12 h1 h1 2 R0
第5讲 视距传播(1)
自由空间电波传播的菲涅尔区
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如此所有菲涅尔带在P点产生的总场强振幅，可以用 n项收敛级数之和来表示，其中正、负号表示相位的变 化，即
B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B3 B3 B5 B1 B1 B2 B4 2 2 2 2 2
a1 2
d h1 h2
2
(10)
③椭圆的短半轴
a1 2 b d h1 h2 d
(11)
上式中，h1、h2>>λ, d>>λ以及d>>(h1+h2)。
EMW Propagation Engineering 17/29
地面对电波传播的影响
若考虑球面地的情况，可按下图进行估算：地面反射区 的纵向长度（长轴）近似为
菲涅尔波带示意图
EMW Propagation Engineering 6/29
自由空间电波传播的菲涅尔区
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第一菲涅尔带Z1是一小凸圆面，从其中心与其边缘 到达P点的波程差为λ/2，由它辐射到P点的场强，可以 看成是许多幅度相同、相位由零到π依次变化的诸矢量 之和，其总矢量长度等于一个半圆弧由起点至终点的长 度B1。
dv 3.57
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若考虑大气不均匀性对电波传播 轨迹的影响，如考虑标准大气折射 的情况下，（7）可修正为
dv 4.12
h1 h2
km
(7)
式中h的单位为m。按收发天线间距离可 分为三个区域，即d<0.7dv的亮区，0.7 dv<d<(1.2~1.4)dv的半阴影区，以及d>(1.2~1.4)dv 区域，称阴影区。实际的视距传播应满足亮区条件，以 EMW Propagation Engineering 15/29 减小绕射损失。
电波传播理论复习资料（整理后）
第一章绪论1.掌握正常的和反常的两种类型传播模式的基本概念；正常的传播机制总是存在，如图1.1所示：反常的传播机制偶然存在，如图1.2所示：2.掌握超短波和微波的主要传播效应。
1、晴空条件下的视距传播——在晴朗天气的情况下，当传播路径两端点之间没有障碍阻挡或者障碍阻挡可以忽略时，超短波和微波按照视距传播。
【视距传播不仅仅是自由空间的传播（即空间扩散损耗）；还要计及大气气体对无线电波的吸收损耗（水汽和氧气对电波的吸收损耗）。
晴空大气中，还存在许多其他复杂的重要的视距传播现象（晴空大气中的层结以及湍流不均匀体对无线电波的反射、折射、多径传播、散射、散焦和聚焦效应等等）。
）】2、绕射传播——当传播路径两端点之间的传播余隙小于第一费涅尔半径时，即波传播的空间受到地面地物某种程度的阻挡时，就会产生绕射损耗。
【对于非视距和超视距传播的情况，绕射损耗可以是很严重的。
绕射损耗的大小与频率、余隙、障碍的位置和形状等因素有关。
为了计算因地面地物障碍阻挡引起的对无线电波的绕射损耗，首先必须制作准确的电路地形剖面图，定义和计算相关的几何参数。
在出现负折射的情况下，绕射损耗尤其严重；在超折射条件下绕射损耗则变小。
所以，当气象条件不稳定时，容易出现绕射衰落。
】3、地形、地物的散射和反射4、雨、水凝体和沙尘对电波的散射和衰减5、多径传播和聚焦效应：【多径传播——大气层结的反射和折射以及地面地物的反射和散射使得在接收点所接收到的信号是多条射线合成的总效果。
这些多径射线具有各自不同的相位和幅度，所以多径射线的合成是向量的合成。
并且由于各条射线幅度和相位的随机变化，最终产生所谓的多径衰落现象，这是对无线电通信的质量水平具有非常重要的影响。
聚焦效应——当射线在对流层中传播时，由于大气折射指数的不均匀性会产生聚焦和散焦效应。
聚焦会使信号大大增强，相反散焦会使信号减弱。
聚焦、散焦何时出现和强度如何均与气象条件有关，而气象变化也是随机的。
《视距传播》课件
《视距传播》PPT课件
欢迎参加本次《视距传播》PPT课件，让我们一起探索视距传播的奥秘和应用， 了解它在各个领域中的重要性和发展前景。
什么是视距传播
视距传播是指通过大气层中的光线传播，在可信号在 大气层中的传输过程。
视距传播的表现形式
视距传播可以表现为可见光 的传播、声音的传输等。
总结
视距传播在各个领域中具有重要性，了解视距传播的原理和应用有助于我们更好地理解信息传播和通信技术。
视距传播的重要性
视距传播是信息传播和通信中不可或缺的一环。
视距传播的发展前景
随着科学技术的不断发展，视距传播将继续发 挥重要作用。
视距传播的局限性
视距传播受到大气层的波动和湍流、地形等因素的影响，同时还受到人为干扰的限制。
1 大气层的波动和湍流
大气层中的波动和湍流会 引起光线的扭曲和散射， 影响传播质量。
2 地形等因素的影响
地形的障碍会影响光线的 传播路径和信号的传输距 离。
3 人为干扰的限制
人为干扰，例如建筑物、 电磁干扰等，可能对视距 传播造成干扰和限制。
视距传播的原理
视距传播的原理包括空气的 折射作用和大气层的结构与 特点。
视距传播的影响因素
视距传播受到多种因素的影响，其中包括大气层中气温和湿度的分布，地形、海拔、地面温度等因素。
大气层中气温和湿度的分布
大气层中的气温和湿度变化会影响光线的传播和信 号的传输。
地形、海拔、地面温度等因素
地形、海拔和地面温度等因素会影响光线的折射和 信号的传播。
视距传播的应用
视距传播在电视、广播等传媒的传播、无线电通讯的传输和雷达技术中有广泛的应用。
1
电视、广播等传媒的传播
视距传播是电视、广播等传媒将信息传递给观众和听众的重要方式。
欢迎参加本次《视距传播》PPT课件，让我们一起探索视距传播的奥秘和应用， 了解它在各个领域中的重要性和发展前景。
什么是视距传播
视距传播是指通过大气层中的光线传播，在可信号在 大气层中的传输过程。
视距传播的表现形式
视距传播可以表现为可见光 的传播、声音的传输等。
总结
视距传播在各个领域中具有重要性，了解视距传播的原理和应用有助于我们更好地理解信息传播和通信技术。
视距传播的重要性
视距传播是信息传播和通信中不可或缺的一环。
视距传播的发展前景
随着科学技术的不断发展，视距传播将继续发 挥重要作用。
视距传播的局限性
视距传播受到大气层的波动和湍流、地形等因素的影响，同时还受到人为干扰的限制。
1 大气层的波动和湍流
大气层中的波动和湍流会 引起光线的扭曲和散射， 影响传播质量。
2 地形等因素的影响
地形的障碍会影响光线的 传播路径和信号的传输距 离。
3 人为干扰的限制
人为干扰，例如建筑物、 电磁干扰等，可能对视距 传播造成干扰和限制。
视距传播的原理
视距传播的原理包括空气的 折射作用和大气层的结构与 特点。
视距传播的影响因素
视距传播受到多种因素的影响，其中包括大气层中气温和湿度的分布，地形、海拔、地面温度等因素。
大气层中气温和湿度的分布
大气层中的气温和湿度变化会影响光线的传播和信 号的传输。
地形、海拔、地面温度等因素
地形、海拔和地面温度等因素会影响光线的折射和 信号的传播。
视距传播的应用
视距传播在电视、广播等传媒的传播、无线电通讯的传输和雷达技术中有广泛的应用。
1
电视、广播等传媒的传播
视距传播是电视、广播等传媒将信息传递给观众和听众的重要方式。
10.3节
视距公式修正
当电波在大气层中依次通过每个薄层 界面时，射线都将产生偏折。
n r ，随着高度的增大， r 逐渐减小趋近于1，即 n1 n2 n3
当考虑大气的不均匀性对电波传播轨迹的影响时，视距公式应修正为：
rv 2ae ( h1 h2 ) 4.12( h1 h2 )
(km)
大气对电波的衰减
衰减
水分子、氧分子对电波的谐振吸收
与小水滴的浓度 有关
云、雾、雨等小水滴对电波的热吸收
与工作波长 有关
云、雾、雨等小水滴对电波的散射
散射衰减与小水滴半径的 6次方成正比，与波长的4 次方成反比
当工作波长短于5㎝时，就应该计及大气层对电波的衰减，尤 其当工作波长短于3㎝时，大气层对电波的衰减将趋于严重。
场分析
E 1 为直射 设收、发射天线高度分别为h2 及h1 ，间距为d， 波，E 2 为反射波。
接收点的场强E为： E E 1 E 2 其中
e jkr E 1 E0 f ( ) r jkr e E RE f ( ) 2 0 r
式中， R R e j为反射点处反
射系数， f ( )为天线方向函数。
通常两天线间距离d>> h2 (h1 )，则有
e jkr F E a E0 f ( ) r
场分析
路径因子(path factor)
F 1 R e j k ( rr )
10.3 视距传播信道
视距传播(horizontal propagation)，是指工作在 超短波和微波波段时，电磁波基本上沿视线传 播，通信距离依靠中继方式延伸的无线信道。
第11章 视距传播分析
A
H1
H2
C
y01 d
A′ x
地面上的有效反射区
该椭圆（有效反射区）的中心位置C的坐标为
x01
y01
0 d
2
d 2H1(H1 H2 ) d (H1 H2)2
长轴在y方向，短轴在x方向。长轴的长度为
b
d 2
[d
(H1
H2
1
)2 ]2
a
b d
[d
(H1
H2
1
)2 ]2
(11―1―6) (11―1―7)
2 2 100 H2 16
0.05 50000
可以解出H2=93.75m，接收天线高度可以降低6.25m。
2. 地面上的有效反射区
反射波的主要空间通道是以A′和B为焦点的第 一菲涅尔椭球体，而这个椭球体与地平面相交的区 域为一个椭圆，该区域内对反射波具有重要意义。
这个椭圆也被称为地面上的有效反射区。 B
/ (°) (a)
海水的反射系数
/ (°) (b)
水平极化波反射系数的模在低投射角约为1， 相角几乎可以被看作180°常量。
|| / ( )°
1
0.8 H3.0
0.6
0.4
V3.0
0.2
0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
/ (°)
200 180 160 140 120 100 80 60 40 20
(a)
(b)
垂直极化波在海平面的干涉效应（εr=80，σ=4）
（a）f=0.1GHz，H1=50m，H2=100m （b）f=0.1GHz，H1=50m，d=7000m
当 2H1H2 时 , d 9
sin 2H1H2 2H1H2 ,
《数字微波通信》试题
《数字微波通信》试题字长签组评考签员评考字间时试考号证考准名姓生考位单答案：点对点理论卷12.根据基带信号形式的不同，微波接力通信系统可分为通信系统与数字微波接力通信系统。
答案：模拟微波接力13.微波通信系统中的转换存有波道转换和两种方式。
一、填空题（每空2分后，共30题）答案：机组切换1.微波接力赛通信就是利用微波以接力赛东站的接力赛方式同时实现的远距离微波通信。
14.按照传播衰败对信号的影响分类，存有元显恭衰败和答案：视距传播答案：频率选择性衰落（色散衰落）2.数字微波同步技术主要包含位同步、时隙同步及。
15.刃型障碍物的尖锋落到通话两端的连线上时衍射损耗为db答案：帧同步答案：63.有源微波接力赛东站就是指具备补偿发送信号的传输损耗和杂讯，并顺利完成频率切换和功能的16.余隙标准中k值标准值和最小值通常挑和。
接力赛东站。
答案：4/3和2/3答案：路由改向17．当系统已连续发生秒的ses时，该时段归为不容用时间。
4.无源微波接力赛东站就是指以金属反射板、衍射栅网或以两个背对背微波天线轻易连结的方式，去改为答案：10变方向的接力站。
18.微波的频段范围为300mhz到ghz答案：波束传播答案：3005.微波站是指地面微波接力系统中的或接力站。
19.微波信号按传播范围分为近区场、菲涅耳区场、。
答案：终端站答案：离区场6.微波分路站是指既有落地话路又有话路的接力站，它除具有终端站的部分特点外，对20.按照电波传播机理划分，传播现象分为：自由空间传播，折射，，和散射微波链路有两个以上的通信方向。
答案：绕射反射答案：桥接21．自由空间的损耗公式。
7.微波收信机可用于将携有基带信号的射频信号转变为具有基带电平的基带信号。
答案：公式为：ls=92.4+20lg(d)+20lg(f)答案：标称式中，ls=自由空间损耗，db8.演示微波通信的调制模拟信号设备就是指以频分F83E43Se多路电话信号对载波展开频率调制和从调频信号f=频率，ghz中多路电话信号的设备。
第3章-广播电视系统
基色混色曲线一致。
7.γ校正 减小显像管和摄像管光电转换特性的非线形。
3.3.2 切换及特技处理 1. 电子编辑 电子编辑的方式通常有两种,即插入和组合。 2. 特技处理 特技发生器的功能有: ·切换 ·混合 ·划变 ·软 键 , 主 要 是 把 黑 白 摄 像 机 拍 摄 的 图 案 插 入
到节目图像中去 ·键控,分为内键和外键两种
残留边带调幅就是发送一个完整的上边带和一小部 分下边带，抑制大部分下边带。图像信号采用残留边带调 幅可使已调图像信号的频带较窄，滤波器易实现；
图3―16 残留边带调幅的幅频特性
图3―17 接收机中放幅频特性
视频信号为一单极性信号，经调制后可以是正极性射频信 号，也可以是负极性射频信号。我国采用的是负极性调制的方 法。
3. 电视发射机的主要指标 根据我国的电视标准,电视发射机有以下主要指 标: ·标 称 射 频 频 道 宽 度 : 8 M H z ·伴 音 载 频 与 图 像 载 频 的 频 距 : ± 6 . 5 M H z ·频 道 下 限 与 图 像 载 频 的 频 距 : - 1 . 2 5 M H z ·图 像 信 号 主 边 带 标 称 带 宽 : 6 M H z ·图像信号VSB标称带宽:0.75MHz。
1.彩色电视摄像机的基本组成 目前,实用化的彩色摄像机主要是三管彩色摄像 机和单管彩色摄像机两种。各种摄像机的构造类似, 一般由以下几部分组成: (1)摄像机头。包括镜头、分光系统、摄像管、 预放器、扫描电路、寻像器、摄像管电源及附属设 备等。
(2)视频信号处理部分。主要包括视频放大、增 益调整、白电平调整、黑电平调整、电缆校正、黑 斑校正、轮廓校正、彩色校正、γ校正、杂散光补偿、 矩阵电路及消隐电路等。
B=2(Δfm+Fmax)=2(50+15)=130kHz
7.γ校正 减小显像管和摄像管光电转换特性的非线形。
3.3.2 切换及特技处理 1. 电子编辑 电子编辑的方式通常有两种,即插入和组合。 2. 特技处理 特技发生器的功能有: ·切换 ·混合 ·划变 ·软 键 , 主 要 是 把 黑 白 摄 像 机 拍 摄 的 图 案 插 入
到节目图像中去 ·键控,分为内键和外键两种
残留边带调幅就是发送一个完整的上边带和一小部 分下边带，抑制大部分下边带。图像信号采用残留边带调 幅可使已调图像信号的频带较窄，滤波器易实现；
图3―16 残留边带调幅的幅频特性
图3―17 接收机中放幅频特性
视频信号为一单极性信号，经调制后可以是正极性射频信 号，也可以是负极性射频信号。我国采用的是负极性调制的方 法。
3. 电视发射机的主要指标 根据我国的电视标准,电视发射机有以下主要指 标: ·标 称 射 频 频 道 宽 度 : 8 M H z ·伴 音 载 频 与 图 像 载 频 的 频 距 : ± 6 . 5 M H z ·频 道 下 限 与 图 像 载 频 的 频 距 : - 1 . 2 5 M H z ·图 像 信 号 主 边 带 标 称 带 宽 : 6 M H z ·图像信号VSB标称带宽:0.75MHz。
1.彩色电视摄像机的基本组成 目前,实用化的彩色摄像机主要是三管彩色摄像 机和单管彩色摄像机两种。各种摄像机的构造类似, 一般由以下几部分组成: (1)摄像机头。包括镜头、分光系统、摄像管、 预放器、扫描电路、寻像器、摄像管电源及附属设 备等。
(2)视频信号处理部分。主要包括视频放大、增 益调整、白电平调整、黑电平调整、电缆校正、黑 斑校正、轮廓校正、彩色校正、γ校正、杂散光补偿、 矩阵电路及消隐电路等。
B=2(Δfm+Fmax)=2(50+15)=130kHz
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dv 3.57
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若考虑大气不均匀性对电波传播 轨迹的影响，如考虑标准大气折射 的情况下，（7）可修正为
dv 4.12
h1 h2
km
(7)
式中h的单位为m。按收发天线间距离可 分为三个区域，即d<0.7dv的亮区，0.7 dv<d<(1.2~1.4)dv的半阴影区，以及d>(1.2~1.4)dv 区域，称阴影区。实际的视距传播应满足亮区条件，以 EMW Propagation Engineering 15/29 减小绕射损失。
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地面对电波传播的影响
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部分能量透射入地面。反射波按照入射线、反射线和反射 面法线共面以及反射角等于入射角的方向传播。反射波场 强为
(13)
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地面对电波传播的影响
地面反射波 电波在传播过程中遇到两种不同媒质的光滑界面，而 界面的尺寸又远大于波长时，就会发生镜面反射。天线辐 射的实际上是球面波，但当波源和反射区相距很远时，到 达反射区的电波可视为平面波，因而可采用平面波的反射 定律。 当通信距离较近，例如d<0.1dv时，可以把地面视为 平面地。当满足h1、h2>>λ, d>>λ以及d>>(h1+h2)等 条件时，可应用（9）~（11）计算地面上有效反射区大 小。若该区域内地面时光滑的，则可按光滑平面地的情况 来处理，并根据地质电参数（ε、μ、σ）及电波的入射 角计算反射波场强的大小和相位。 依据电磁理论，当平面波从空气投射到半导电媒质 的地面时，产生电波反射和透 h2
km
(8)
地面对电波传播的影响
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地面反射的影响 在视距传播中，接收点场强除直射波外，还经常收 到地面反射波。 地面菲涅尔区 设地面为无限大的理想导电平面地时，地面的影响 可用镜像法分析。
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用类似方法可求出第二菲涅尔带Z2辐射场的矢量长 度B2。因相邻菲涅尔带在P点产生的辐射场相位是相反的， 所以，当计及Z2的作用后，P点的场强削弱了。
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自由空间电波传播的菲涅尔区
School of Electronic Engineering
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自由空间电波传播的菲涅尔区
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上每一点都是一个进行二次辐射球面波（子波）的波源， 而下一个波面就是前一个波面所辐射的子波波面的包络 面。
2
n rn d n
2
2
(3)
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自由空间电波传播的菲涅尔区
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平面上菲涅尔带
图中ρn，rn及d均分别远大于波长。因d和λ都是常 数，所以ρn+rn=d+nλ/2=常数。若S面平移，这些点 的轨迹正是以Q、P为焦点的旋转椭球面，这些旋转椭球 面所包围的空间区域就称为菲涅尔区。
EMW Propagation Engineering 3/29
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自由空间电波传播的菲涅尔区
宙飞行器间的电波传播等。 无论是地面上的或地对空的视距传播，其传播途径 至少有一部分是在对流层中；此外，当电波在低空大气 层中传播时，还可能受到地表面自然的或人为的障碍物 的影响，将会引起电波的反射、散射或绕射现象。因此， 电波总是在实际的媒质中传播的。人们常把在真空中进 行的“自由空间传播”这种理想情况，作为研究实际传 播问题的起点。 在收发天线之间的电波传播所经历的空间，存在着 对传输电磁能量起主要作用的空间区域，称为传播主区。 若在这一区域中符合自由空间的传播条件，则可认为电 波是在自由空间内传播。 菲涅尔区 在17世纪惠更斯首先提出，波在传播过程中，波面
自由空间电波传播的菲涅尔区
令最小菲涅尔区半径为F0，依据定义有
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1 F F12 3
2 0
(6)
得
F0 0.577 F1 0.577
d1d 2
d
(7)
上述公式中各量均取相同单位。可见d一定时，λ愈小， 传播主区的半径愈小，菲涅尔椭球区愈长，最后退化为 一直线，这是通常认为光的传播是直线传播的根据所在。
地面对电波传播的影响
地面上有效反射区─地面上第一菲涅尔椭球区尺寸 为
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①椭圆的中心点（一般情况不为反射点） d d 2h1 h1 h2 (9) y01 2 2 d h1 h2 ②椭圆的长半轴 d d d 4h1h2
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2a z 0.2 z z d max d min
d max 2 R0h1 d min d 2 R0h2
(12)
而横向（短轴）长度近似等于 两天线间的第一菲涅尔区最大 半径F1max的20倍，即
2b 20F1max 10 d
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自由空间电波传播的菲涅尔区
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与序号n=1、2、…对应称为第一、第二…菲涅尔区， 它们与S面相截，就在该平面上出现相应的第一、第二… 菲涅尔带。 传播主区 工程上将第一菲涅尔区和“最小”菲涅尔区（指S面 上所截面积为第一菲涅尔带面积1/3的那个相应的空间区 域），作为对电波传播起主要作用的空间区域，称传播 主区。令第一菲涅尔区半径为F1，则有 2 2 2 2
d1 F1 d 2 F1 d1 d 2
2 2
2
(4)
解得
F1 F1 d1 1 d 2 1 d1 d 2 2 d1 d2 d1d 2 (5) F1 EMW Propagation Engineering 12/29 d
(1)
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自由空间电波传播的菲涅尔区
由于级数中每一项与它相邻两项算数平均值相差甚 小，且 lim Bn 0，所以上式可近似为
n
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B0
B1 2
(2)
即是说第一菲涅尔带Z1在P点产生的辐射场近似为自由空 间场强的两倍。若要使P点场强等于自由空间场强，不 一定需要很多的菲涅尔带，可只取第一菲涅尔带面积的 1/3即可。 在PQ两点间插入一块假想的无限大平面S，它垂直 于PQ连线，这相当于以无限大的球面包围波源Q，因此 可在S面上划分菲涅尔带， 2 r2 d 2 1 r1 d
a1 2
d h1 h2
2
(10)
③椭圆的短半轴
a1 2 b d h1 h2 d
(11)
上式中，h1、h2>>λ, d>>λ以及d>>(h1+h2)。
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地面对电波传播的影响
若考虑球面地的情况，可按下图进行估算：地面反射区 的纵向长度（长轴）近似为
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自由空间电波传播的菲涅尔区
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地面对电波传播的影响
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地面对电波传播的影响
视线距离 因地球是球体，凸起的地表面会阻挡视线。视线所能 达到的最远距离称为视线距离，简称视距以dv表示。设地 球半径为r0，收发天线高度分别为h1和h2，dv=d1+d2，并 考虑地球半径r0=6370km，有
E2 RE1
(13)
E1 为反射点处的入射波场强。 R R e j为反射系数，
第四讲─天波传播（2）
传输特性：慢衰落、快衰落， 多径时延 工作频率的选择与确定：三原则 传输损耗的估算：Lb、Lbf、Lg、La、Lp等 特殊现象：静区及越距现象、回波现象 短波传播的基本特点：5个 中波：频段，传播方式 广播波段：频段，划分（3个区）
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自由空间电波传播的菲涅尔区
超短波和微波波段的无线电波，由于频率很高，电 波沿地面传播时衰减很大，遇到障碍时绕射能力很弱， 不能利用地波传播方式；高空电离层又不能将其反射回 地面，因而又不能利用天波传播方式。通常是利用视距 传播方式。 视距传播是指在发射天线和接收天线能相互“看见” 的距离内，电波直接从发射点传到接收点（有时包括地 面反射波）的一种传播方式。按收发天线所处的空间位 置不同，视距传播基本可分为三类： ①是指地面上的视距传播，例如中继通信、电视、 广播以及地面上的移动通信等。 ②是指地面与空中目标如飞机、通信卫星等之间的 视距传播、 ③是指空间飞行体之间的视距传播，如飞机间、宇
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若考虑大气不均匀性对电波传播 轨迹的影响，如考虑标准大气折射 的情况下，（7）可修正为
dv 4.12
h1 h2
km
(7)
式中h的单位为m。按收发天线间距离可 分为三个区域，即d<0.7dv的亮区，0.7 dv<d<(1.2~1.4)dv的半阴影区，以及d>(1.2~1.4)dv 区域，称阴影区。实际的视距传播应满足亮区条件，以 EMW Propagation Engineering 15/29 减小绕射损失。
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地面对电波传播的影响
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部分能量透射入地面。反射波按照入射线、反射线和反射 面法线共面以及反射角等于入射角的方向传播。反射波场 强为
(13)
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地面对电波传播的影响
地面反射波 电波在传播过程中遇到两种不同媒质的光滑界面，而 界面的尺寸又远大于波长时，就会发生镜面反射。天线辐 射的实际上是球面波，但当波源和反射区相距很远时，到 达反射区的电波可视为平面波，因而可采用平面波的反射 定律。 当通信距离较近，例如d<0.1dv时，可以把地面视为 平面地。当满足h1、h2>>λ, d>>λ以及d>>(h1+h2)等 条件时，可应用（9）~（11）计算地面上有效反射区大 小。若该区域内地面时光滑的，则可按光滑平面地的情况 来处理，并根据地质电参数（ε、μ、σ）及电波的入射 角计算反射波场强的大小和相位。 依据电磁理论，当平面波从空气投射到半导电媒质 的地面时，产生电波反射和透 h2
km
(8)
地面对电波传播的影响
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地面反射的影响 在视距传播中，接收点场强除直射波外，还经常收 到地面反射波。 地面菲涅尔区 设地面为无限大的理想导电平面地时，地面的影响 可用镜像法分析。
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用类似方法可求出第二菲涅尔带Z2辐射场的矢量长 度B2。因相邻菲涅尔带在P点产生的辐射场相位是相反的， 所以，当计及Z2的作用后，P点的场强削弱了。
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上每一点都是一个进行二次辐射球面波（子波）的波源， 而下一个波面就是前一个波面所辐射的子波波面的包络 面。
2
n rn d n
2
2
(3)
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平面上菲涅尔带
图中ρn，rn及d均分别远大于波长。因d和λ都是常 数，所以ρn+rn=d+nλ/2=常数。若S面平移，这些点 的轨迹正是以Q、P为焦点的旋转椭球面，这些旋转椭球 面所包围的空间区域就称为菲涅尔区。
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宙飞行器间的电波传播等。 无论是地面上的或地对空的视距传播，其传播途径 至少有一部分是在对流层中；此外，当电波在低空大气 层中传播时，还可能受到地表面自然的或人为的障碍物 的影响，将会引起电波的反射、散射或绕射现象。因此， 电波总是在实际的媒质中传播的。人们常把在真空中进 行的“自由空间传播”这种理想情况，作为研究实际传 播问题的起点。 在收发天线之间的电波传播所经历的空间，存在着 对传输电磁能量起主要作用的空间区域，称为传播主区。 若在这一区域中符合自由空间的传播条件，则可认为电 波是在自由空间内传播。 菲涅尔区 在17世纪惠更斯首先提出，波在传播过程中，波面
自由空间电波传播的菲涅尔区
令最小菲涅尔区半径为F0，依据定义有
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1 F F12 3
2 0
(6)
得
F0 0.577 F1 0.577
d1d 2
d
(7)
上述公式中各量均取相同单位。可见d一定时，λ愈小， 传播主区的半径愈小，菲涅尔椭球区愈长，最后退化为 一直线，这是通常认为光的传播是直线传播的根据所在。
地面对电波传播的影响
地面上有效反射区─地面上第一菲涅尔椭球区尺寸 为
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①椭圆的中心点（一般情况不为反射点） d d 2h1 h1 h2 (9) y01 2 2 d h1 h2 ②椭圆的长半轴 d d d 4h1h2
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2a z 0.2 z z d max d min
d max 2 R0h1 d min d 2 R0h2
(12)
而横向（短轴）长度近似等于 两天线间的第一菲涅尔区最大 半径F1max的20倍，即
2b 20F1max 10 d
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与序号n=1、2、…对应称为第一、第二…菲涅尔区， 它们与S面相截，就在该平面上出现相应的第一、第二… 菲涅尔带。 传播主区 工程上将第一菲涅尔区和“最小”菲涅尔区（指S面 上所截面积为第一菲涅尔带面积1/3的那个相应的空间区 域），作为对电波传播起主要作用的空间区域，称传播 主区。令第一菲涅尔区半径为F1，则有 2 2 2 2
d1 F1 d 2 F1 d1 d 2
2 2
2
(4)
解得
F1 F1 d1 1 d 2 1 d1 d 2 2 d1 d2 d1d 2 (5) F1 EMW Propagation Engineering 12/29 d
(1)
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由于级数中每一项与它相邻两项算数平均值相差甚 小，且 lim Bn 0，所以上式可近似为
n
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B0
B1 2
(2)
即是说第一菲涅尔带Z1在P点产生的辐射场近似为自由空 间场强的两倍。若要使P点场强等于自由空间场强，不 一定需要很多的菲涅尔带，可只取第一菲涅尔带面积的 1/3即可。 在PQ两点间插入一块假想的无限大平面S，它垂直 于PQ连线，这相当于以无限大的球面包围波源Q，因此 可在S面上划分菲涅尔带， 2 r2 d 2 1 r1 d
a1 2
d h1 h2
2
(10)
③椭圆的短半轴
a1 2 b d h1 h2 d
(11)
上式中，h1、h2>>λ, d>>λ以及d>>(h1+h2)。
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地面对电波传播的影响
若考虑球面地的情况，可按下图进行估算：地面反射区 的纵向长度（长轴）近似为
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内容安排
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视线距离 因地球是球体，凸起的地表面会阻挡视线。视线所能 达到的最远距离称为视线距离，简称视距以dv表示。设地 球半径为r0，收发天线高度分别为h1和h2，dv=d1+d2，并 考虑地球半径r0=6370km，有
E2 RE1
(13)
E1 为反射点处的入射波场强。 R R e j为反射系数，
第四讲─天波传播（2）
传输特性：慢衰落、快衰落， 多径时延 工作频率的选择与确定：三原则 传输损耗的估算：Lb、Lbf、Lg、La、Lp等 特殊现象：静区及越距现象、回波现象 短波传播的基本特点：5个 中波：频段，传播方式 广播波段：频段，划分（3个区）
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超短波和微波波段的无线电波，由于频率很高，电 波沿地面传播时衰减很大，遇到障碍时绕射能力很弱， 不能利用地波传播方式；高空电离层又不能将其反射回 地面，因而又不能利用天波传播方式。通常是利用视距 传播方式。 视距传播是指在发射天线和接收天线能相互“看见” 的距离内，电波直接从发射点传到接收点（有时包括地 面反射波）的一种传播方式。按收发天线所处的空间位 置不同，视距传播基本可分为三类： ①是指地面上的视距传播，例如中继通信、电视、 广播以及地面上的移动通信等。 ②是指地面与空中目标如飞机、通信卫星等之间的 视距传播、 ③是指空间飞行体之间的视距传播，如飞机间、宇