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1、无线通信主要内容 1. 电波传播与无线传播方式 2. 短波通信系统 3. 数字微波中继系统 4. 卫星通信系统1.电波传播与无线传播方式 1.1 电磁波传播基础知识 1.2 电波传播主要方式及特点 1.3 各波段传播的特点1.1 电磁波传播基础知识 电磁波的概念：静电荷会在周围空间产生静电场，直流电流会在周围空间产生恒定磁场，电场和磁场的大小和方向可分别用电场强度和磁场强度来表示。若在一根导线上加上交流电流，那么周围空间就会产生交变磁场，根据麦克斯威波动方程，一个变动的磁场又产生一交变电场，此电场再产生磁场，从而产生一连串能量移转。能量从电场移转到磁场，再由磁场移转到电场，如此不断移转下去，表
2、现为电磁场向远处不断传播，亦即电磁能量的辐射，这就是电磁波，亦称无线电波。 电磁波的产生原理 + +- -EHvv电磁波波段划分波段名称 频率范围 波长范围 频段名称超长波 3-30KHZ 10 频VLF长波 30-300KHZ 1 频LF中波 300-1500KHZ 2001 中频MF短波中短波1.5 1036 50200m 中 频IF短波630MHZ 1050m 频HF超短波波 30300MHZ 110m 频VHF分 波3003 10100cm 超 频UHF微波波3 30 110cm 特 频SHF波30 110mm 频EHF，短 通信卫星，UWB通信WLAN，微波中继，卫星通信GSM,CD
3、MA频 播电 线电 中的用 线 播电 PSTN中用 线长波电 长波电 用3300m105107GHz ，可， 由空间的电波传播 无线电波在空间各点的电场和磁场，是从波currency1“一定度向 传播。 若电波度v向传播，fiflt1 间，到 波为r的P点，那么P点的电场 就要波 ，通”电磁波 的那点的 称为波 波。 若波一点，在无大的由空间传播 ， 各点的 是的，这的波 波。波远 ，由 电波的 与 小，波可 ，这 波称 为 波。由传播的特 在由空间传播 ，通fl 点 的电磁波能量与传播 的 方 。而 点的电场强度与传播 。这 传播 的 加而场强 的现 ，是由电波在空间传播 能量的 而 的。
4、电波的射 射 和射现 1 射和射现 射：电磁波在 的分 上 变传播方向，又 原来的 的现 称为射。 射 射 射：电磁波在分 变传播方向， 内传播的现 称为射。 射 射定 ，射原 是电波在不 中传播的度不 的。射现 射线线射线2 2射线2121sinsin 式中v1 v2分别为电磁波在1和 2中的传输度， 为度v= ，它和的 电数 导磁系数 关，除铁磁 物 ，一般物 的导磁系数均可认为等由空间的导磁系数0，即0，这射定 又可写： 1122121sinsin 2 波的 定义：由一波所产生的电磁波，fifl不的径到 点， 点的场强是由不 径来的电波的合，这 现 称为波的。ABC直射波射波3 射现 定
5、义：电波在传播fl程中 fl障碍物的能力，这 现 称为射。 由波的射，电波可fl 不 的地 fl一定 度的障碍物，到 地点，这也就是” 在障碍物仍能 到无线电信号的原 。 电波射能力与电波的波长 关，波长越长，射能力越强，波长越短，射能力越。另 ，电波在各 中传播 会在传播fl程中遇到各 损耗的 而损耗一部分能量。 1.2 电波传播主要方式及特点 无线电传播方式 ：地波传播直波传播对流层传播电层传播地卫星传播（一）地波传播 地波传播（Ground Wave Propagation）指电波沿地 表的射传播，也称表波传播（Surface-Wave Propagation）。 天线 架地 （天线架设
6、 度小波长 ，称为 架天线），最大辐射方向是沿地表，这 电波传播的主要途径就是地波传播，也地表波 地波传播。TR射天线 天线电波沿地表传播 ，电磁波的能量不断被地所吸 ， 此地上的场强要由空间传播 小得多，能量的衰 数值与地的电参数 关， 也和电波的频率及 化方向 关。 影响地波传播损耗的 素 1大地的导电 能越好，电波的传播损耗越小。湿土土导电 能好，故电波在湿土上土损耗要小，海水导电 能最好，所海洋上传播损耗最小 。2电波频率越 损耗越小， 此，这 传播方式宜用中波和长波。短波和超短波电 在采用这 传播方式 ，只能 行 通信。 3电波的 化与传播损耗 关：由水 化波的电场分量与地 行， 此
7、传播fl程中在地 较大的感电流，致使电波产生大的衰 。所地波传播通采用垂直 化波 小损耗，也即用直立天线辐射电磁波。地波通信特点 1通信情况稳定。 为地波是沿地表传播的，地波通信不会 间 季节和气候的变化而 显著的影响。 2通信 与工作频段关系 大。军用短波 波波段用地波传播方式 ，受电 功率的制，通信 一般在几十公里范围内。而中波地波 播通信 可超fl 公里。3. 长波地波通信在军事上 特殊意义。（）直波传播 天线架设较 的情况下，到 点的电波由直射波与地 射波合，做直波传播。由长波与中短波天线一般是地的，不能电磁场由 处集中辐射。而超短波波段可 架（即天线地 远大波长），而地波衰 快。所这
8、一传播方式主要用超短波与微波波段。移动通信系统主要采用这一方式。直波传播，点场强 伏现 。 AB直射波地 射波直射波所能到的最远 dh h2RA B)()()(57.3 210 kmmhmhr )()()(12.40 kmmhmhr TR 实际上考虑空气的不均匀对电波传播 的影响，在标准大气射情况下，等效地 半径为R=8500km，可得修正的 传播的 : 对流层 温层和电层 大气层可分为对流层 温层和电层。对流层地约1016公里内，大气是互对流的；地大约1080公里的空间，称为温层，气体对流现 小， 度 加温度略 升，它对电波传播基本上没 什么影响；在地80400公里空间，是电层。电层中，气体
9、由受 中 线及 它 射线的 射，电为正 和由电 。电层温层对流层（ ）对流层 射传播 地1016km下的大气层称为对流层。 由对流层中大气温度（T） 力（P）和湿度（S）等变化。使大气 电数也 度而变化。特别是由大气的 流 动，使得对流层内 在 多多 电数作 变化的不均匀 ， 一不均匀 的 均约50 60 。无线电波 射到这不均匀 ， 一不均匀 就变一个 波，向周围 射电磁波， 中一部分能量就被 射到 地点而被 天线所 ，这就 对流层 射通信。 这 通信方式只能用在超短波波段，在军事通信中 多用。 射传播用频率约在1004000MHz范围，通信 约在100700公里范围。（ ）电层传播 地 的
10、大气层，气体由受 中 线及 它射线的 射，电为正和由电 ，称为电层。 无线电波 射到电层，fi电层 射 而再 地，从而 地的天波传播（Sky Wave Propagation）。从长波到短波波段可用天波传播方式，它仍是无线电远程通信的主要传播方式 一。电层大致可分为 2层。currency1 currency1 2currency1 currency1 currency1“ 2 fi电 fl 各电层 度及 均电 度 层 名地 度He（km）电 度N（电 数/cm3）特 点D 6090 103 间E 90150 5103105 电 度 天大，间小F1 150200 4105 间，currency
11、1现在季 天。F2 200450 1052105 间小， 天大；季小，季大。电层变化 1变化：由” 射程度的不， 天电 度间大，中又大；D层在快，而E层和F层电 度 ，到currency1，各层电 度又 长，到正最大值。 2季节变化：由不季节” 射不，故一般季电 度大季，F2层 ，下表示currency1电层的和季节变化。 电层的和季节变化 2 2 2 2 2 2currency1 currency1 （ ）fi 电 度 （ ）fi 电 度 （） 季 （） 季 间 间2 2电层受” 动影响的变化 2 2 2 2 数（ ） 分 ” 数 的的变化 ” 动 一般” 一的 均 数来表， 数 加 ，”
12、所辐射的能量 强， 而各层电 度大。 的数 在变化，是根据长 ，它的变化也是 一定 的，从可currency1” 的变化周大约是11， 此电层的电 度也与这11变化周 关。不 射 电波 2 2 射 大，电波传播 远； 射 小，电波传播 ； 射 ”小，就 currency1电层。不频率 的电波 2 2 频率f ，使电波 地所 要的电 度Nn值就 大，也即电波 电层；频率” ，就 currency1电层。（ ）地 卫星传播 用 卫星作为中继来转无线电波，在 个 多个地 间 行通信，卫星通信。 卫星通信的工作频段为110kMHz。无线电波传输示意50Km 50Km50Km电层60600Km射体1.3
13、 各波段传播的特点 1 长波传播的特点与用 超长波和长波可用地波传播，也可用天波传播。用地波传播 衰 小 传播 较远 而工作稳定可 。用天波传播 ，不 天 间容 从电层 射 来，由 频率 ，所 射点的电 度较小，在D层 E层 部就被 射 来， 此电层对电波能量的吸 较小。由D层E层较稳定，故 点 到信号不会生变化，也不会产生通信中断现 。 超长波和长波传播的点是信号稳定，多用在际越洋电 远程导 气 和 等方。此 长波的 频部分和超长波能 到地下 水下较 的地方， 此可用来 一定 处的 水 行 方向的 。超长波和长波波段范围 ，容 的电 。 在这 波段范围天电最大。 此中小 电 使用。 2 中波传播的特点与用 中波传播的特点是： 天地波传播为主，在间 地波传播又 天波传播。这是
