移動通信的無線傳播環境

在無線通信中，接收點的場強一般是直射波﹑繞射波、反射波、散射波和地表面波的合成波。但是地表面波隨著頻率的升高而衰減增大，根據移動通信使用的頻段，地表面波的傳播距離有限。所以分析移動通信信道時，主要考慮直射波、繞射波、反射波和散射波的影響。

基本介紹

• 中文名：移動通信的無線傳播環境
• 外文名：Radiopropagationenvironmentofthemobilecommunication

直射波

直射波可以按自由空間傳播來考慮，雖然電波在自由空間裡傳播時，不受阻擋，沒有反射﹑折射﹑繞射﹑散射和吸收。但是，當電波經過一段距離的傳播之後，由於輻射造成的能量擴散仍會引起衰落。

電波在自由空間的傳播損耗LP為

或

繞射損耗

在實際情況下，除了考慮電波在自由空間中的傳播損耗外，還應考慮在接收機和發射機之間各種障礙物對電波傳播所引起的損耗。通常把這種損耗稱之為繞射損耗。

設障礙物與發射點﹑接收點的位置如下圖所示。圖中x表示障礙物頂點P至發射天線到接收天線之間直線TR的垂直距離，d1、d2分別為T和R到P點垂線的距離。在傳播理論中x稱作為費涅爾余隙。

圖1 菲涅爾余隙

圖1中所示情形規定余隙x為負值。根據費涅爾繞射理論，可得到障礙物引起的繞射損耗與費涅爾余隙之間的關係。

障礙物引起的繞射損耗不但與x有關，還與工作波長有關。將x1定義為費涅爾半徑，x1可由下式求得

當x/x1>0.5時，障礙物對直射波的傳播基本上沒有影響；當x=0(或x/x1=0)時，即TR直射線從障礙物頂點擦過時，繞射損耗約6dB；當x<0(或x/x1<0)時，即TR直射線低於障礙物頂點，損耗急劇增加。

反射波

當無線電波在傳播過程中，遇到兩種不同介質的光滑界面，即界面面積比波長大得多時，就會發生反射現象。因此從發射天線到接收天線的電波包含有直射波和反射波，如圖2所示。

在研究地面對電波的反射時，如果按平面波處理，即電波在反射點的入射角等於反射角，則電波傳播的相位會發生一次反相。

圖2 反射波和直射波

如果到達接收天線的電波是直射波和一路反射波，由圖2可見，反射路徑a+b要比直射路徑c長一些，它們的差值Δd為：Δd=a+b-c。由於直射波和反射波的起始相位是一致的，因此兩路信號到達接收天線的路程差Δd可換算為時間差Δt，進而換算為相位差φ0，φ0由下式表示

再加上地面反射時要發生一次反相，實際的兩路電波相位差Δφ為：

式中2π/λ：稱為相移常數，取決於電磁波的波長。

散射

當無線電波傳播過程中遇到小于波長的物體，並且單位體積內阻擋體的個數非常巨大時，就會發生散射現象。

以上是移動通信中電波的四種基本傳播方式，再加上移動台的快速移動，就構成了移動通信中的複雜的電波傳播環境。而電波傳播的損耗主要由路徑損耗、慢衰落(陰影衰落)損耗和快衰落(多徑衰落)損耗所構成。