电波的传播规律 4.docx

无线电波传播的规律无线电波的传播方式无线电波以每秒三十万公里的速度离开发射天线后，是经过不同 的传播路径到达接收点的。人们根据这些各具特点的传播方式，把无 线电波归纳为四种主要类型。1）地波，这是沿地球表面传播的无线电波。2）天波，也即电离层波。地球大气层的高层存在着“电离层”。 无线电波进入电离层时其方向会发生改变，出现“折射。因为电离层 折射效应的积累，电波的入射方向会连续改变，最终会“拐”回地面， 电离层如同一面镜子会反射无线电波o我们把这种经电离层反射而折 回地面的无线电波称为“天波”。3）混合波，由发射天线直接到达接收点的电波，被称为直射波。 有一部分电波是通过地面或其他障碍物反射到达接收点的，被称为反 射波。直射波和反射波合称为混合波。4）散射波，当大气层或电离层出现不均匀团块时，无线电波有可 能被这些不均匀媒质向四面八方反射，使一部分能量到达接收点，这 就是散射波。电波在平面地上的传播特征：1、直射波极限直视距离由发射天线直接射到接收点的电波称为直射波。超短波特别是微 波，频率很高，波长很短，它的地表面波衰减很快，因此不能依靠地 表面波作较远距离的传播。超短波特别是微波，主要是由空间波来传 播的。简单地说，空间波是在空间范围内沿直线方向传播的波。显然, 由于地球的曲率使空间波传播存在一个极限直视距离。在最远直视距 离之内的区域，习惯上称为照明区；极限直视距离以外的区域，则称 为阴影区。不言而语，利用超短波、微波进行通信时，接收点应落在 发射天线极限直视距离内。2、反射波发射天线发出的指向地面的电波，被地面反射而到达接收点的电 波称为反射波。显然，接收点的信号应该是直射波和反射波的合成。 电波的合成不会象1 + 1=2那样简单地代数相加，合成结果会随着 直射波和反射波间的波程差的不同而不同。波程差为半个波长的奇数 倍时，直射波和反射波信号相加，合成为最大；波程差为一个波长的 倍数时，直射波和反射波信号相减，合成为最小。可见，地面反射的 存在，使得信号强度的空间分布变得相当复杂。在超短波、微波波段，电波在传播过程中还会遇到障碍物（例如 楼房、高大建筑物或山丘等）对电波产生反射。因此，到达接收天线 的还有多种反射波（广意地说，地面反射波也应包括在内），这种现 象叫为多径传播。由于多径传输，使得信号场强的空间分布变得相当复杂，波动很 大，有的地方信号场强增强，有的地方信号场强减弱；也由于多径传 输的影响，还会使电波的极化方向发生变化。另外，不同的障碍物对 电波的反射能力也不同。例如：钢筋水泥建筑物对超短波、微波的反 射能力比砖墙强。我们应尽量克服多径传输效应的负面影响，这也正 是在通信质量要求较高的通信网中，人们常常采用空间分集技术或极 化分集技术的缘由。3、电波的绕射传播在传播途径中遇到大障碍物时，电波会绕过障碍物向前传播，这 种现象叫做电波的绕射。超短波、微波的频率较高，波长短，绕射能 力弱，在高大建筑物后面信号强度小，形成所谓的“阴影区”。信号质 量受到影响的程度，不仅和建筑物的高度有关，和接收天线与建筑物 之间的距离有关，还和频率有关。也就是说，频率越高、建筑物越高、 接收天线与建筑物越近，信号强度与通信质量受影响程度越大；相反, 频率越低，建筑物越矮、接收天线与建筑物越远，影响越小。因此，选择基站场地以及架设天线时，一定要考虑到绕射传播可 能产生的各种不利影响，注意到对绕射传播起影响的各种因素。下面说说个频段电波的传播规律：10m 频段(28.0029.70MHz)这是短波段的最高频段，也是短波段中频带最宽的频段，这个 波段的传播特性介于HF和VHF之间，主要特点是受太阳活动的影 响大，有突发E层传播现象，一旦开通传播电离层衰减小，频率杂音 较小，天线增益容易做高。在电离层没有反射的时候，它只能作视距 的传播。当传播开通时，却可以用很小的功率进行出乎意料的远距离 通讯。这个频段的另一个特点是在HF频段中唯一可以使用FM的频 段，FM信号一旦大于接收门限，就有非常好的抗干扰性，由于有限 幅电路的作用，信号的信噪比和音质都很好。在29.600MHz频率是 个国际FM呼叫频率，许多国内外的10m频段FM爱好者用FM进行 通联，在传播开通的时候，非常热闹。这个频率多是使用高增益定向 天线和各种垂直天线，采用自制天线的HAM也不小。2m频段也就是V段(30.00300.00MHz)这是典型的VHF频段，是一个非常活跃的本地移动通讯频段。 对这个频段的信号电离层基木不产生反射，电波以直射波视距传播为 主，传输中遇到有大楼房或山体等，会产生反射波，因此，只能作为 近距离的通讯。这个频段的天线有各种高增益的定向和全向天线，有 车载移动鞭状天线和小巧的手持机天线等等。在夏季等天气不稳定的季节，偶尔会产生叫“大气波导”的异常传 播现象，电波在大气三层温度突变层间来回折射，衰减很小地传到远 方。还有流星余迹反射和对流层散射等现象，也会使2m频段的电波 超视距的传播。0.7m 频段也就是 U 段(300.003000.00MHz)属于UHF频段，直射波传播比2m频段更甚，反射和折射现象 比2m频段更明显，但同时空气的衰减比2m频段大，更不适合于作 远距离通讯。在使用较长电缆时，开始要考虑电缆对信号产生的衰减。 由于这个频段频率高，杂音小，兼各生产商竞相推出多款小巧功能齐 全频段的天线可以做得比较小巧，可以设置在汽车上，因此，这个频 段移动通讯非常活跃。为了解决通讯距离近的问题，很多业余无线电 爱好者把转发台架设在高处，借助转发台差转信号，可大大增加通讯 范围，爱好者只要用很小的功率和简陋的天线，就能和远地的电台通 联。这个频段可以开展流星余迹反射、对流层散射、月面反射和业余 卫星通讯等通讯实验，尤其是近年来相继发射了几颗高轨道大功率业 余无线电卫星，使通讯时间延长，跟踪容易，天线要求简单，设备要 求降低，使利用卫星通讯变得容易，因而参加者众。为了适应移动通讯，这个频段的天线大多为垂直极化天线为主， 许多厂家推出各种144/430MHZ共用的双频段天线，方便业余无线电 爱好者在两个频段之间通讯。