第四章-电波传播模型-电波传播课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 电波传播模型,第一节 固定无线通信的电波传播,一、由空间的电波传播,1,自由空间,定义：,所谓自由空间是指相对介电常数和相对磁导率均恒为,1,的均匀介质所在空间。即 是真空的介电常数和磁导率。,特点：无源，各向同性，电导率为零（,0,）。,2电波在自由空间中的传播特点,在自由空间中，电波的传播是,直线传播,，没有反射、折射、绕射、色散、吸收、磁离子分裂等现象。电波传播速度等于真空中的光速c310,8,m/s。,实际介质与障碍物对电波传播的影响可忽略的空间，可近似为自由空间。,4接收机输入端的最大接收功率,5自由空间的传输损耗,传输损耗：,又称为系统损耗，定义为辐射功率与,接收功率之比,。,如果d的单位用km，f的单位用MHz，Ls的单位为dB，可得：,6自由空间的路径损耗,自由空间的路径损耗：,显然，L,bs,与收、发天线的特性无关，而仅与传输路径有关,由上述公式我们也可以看出，在自由空间传播条件下，电磁波的能量并没有损失。自由空间的传输损耗实际指的是球面波扩散损耗。,标尺,2,和标尺,4,又表示了半波偶极天线的接收功率和场强之间的关系。当频率,f=100MHz,E=50dB,时，可查得,标尺2,标尺3,标尺4,标尺1,距离d(km),频率f(MHz),接收功率(dBw),场强E(dB,),-95dB,W,第二节 移动通信的电波传播模型,天线高度的定义,移动台天线的有效高度,：天线在当地地面以上的高度。,h,b,平均高度,基站天线,15km,3km,h,m,移动台天线,基站天线的有效高度,：沿通信方向，距发射天线3 5km,范围内平均地面以上的高度。,传播环境的分类和定义,开阔区,：在电波传播方向上没有高大的树木或建筑物等障碍物的开阔地带，或者在电波传播方向上300m400m以内没有任何阻挡的小片场地。,郊区,：在移动台附近有不太密集的12层楼房和稀疏的小树林，包括农村或市郊公路网等。,市区,：在此区域内，有拥挤的两层以上的建筑物或密集的高楼大厦。,二、移动通信电波传播的场强预测模型,Okumura,模型,Okumura,模型为预测城区接收信号场强使用最广泛的模型。应用频率在,150MHz,1920MHz,之间(可扩展到,3GHz,），距离为,1km,100km,之间，天线高度在,30m,1000m,之间。,特点：以准平坦地形大城市市区的中值场强或路径损耗为参考，对其他传播环境和地形条件等因素分别以校正因子的形式进行修正。,f=450MHz,发射天线：半波偶极子天线,有效辐射功率：1kW,h,m,=1.5m,f=900MHz,发射天线：半波偶极子天线,有效辐射功率：1kW,h,m,=1.5m,（2）中值路径损耗与距离和频率的关系,其中，准平坦地形中值路径损耗；,自由空间的路径损耗；,准平坦地形相对于自由空间的中值损耗。,中值路径损耗模型：,（3）有关中值路径损耗的各种校正因子,基站天线高度增益因子,移动天线高度增益因子,a)天线高度增益因子：,注意：天线高度增益为严格的高度函数，与天线类,型无关。,与频率和传播环境有关,b)郊区和开阔区校正因子K,s,Q,0,Q,r,：,注意：1）校正因子表现为增益,2）计算损耗时，需减去上述因子,3）若计算出的损耗小于自由空间的损耗，,则以自由空间的为准。,d)道路宽度校正因子W,f,：,有效道路宽度,W,:,e)不规则地形校正因子K,h,K,A,K,is,K,i,：,1）表现为增益,2）和水面与基站和移动台的相对位置有关,（4）中值路径损耗的预测,其中，基站天线高度增益因子,移动天线高度增益因子,a)准平坦地形大城市市区的中值路径损耗：,其中，郊区校准因子,丘陵地形校准因子,斜坡地形校准因子,水陆混合路径校准因子,b)不同环境及不同地形条件下的中值路径损耗：,