第三章射频传播和天线基础理论 Blah blah D在B日LAH 天线将传输线中的高频电磁能转成为自由空间的电 磁波，或反之将自由空间中的电磁波转化为传输线中的 高频电磁能
天线将传输线中的高频电磁能转成为自由空间的电 磁波，或反之将自由空间中的电磁波转化为传输线中的 高频电磁能。 第三章 射频传播和天线基础理论
第三章射频传播和天线基础理论
一切无线电设备(包括无线电通讯、广播、电 视、雷达、导航等系统)都是利用无线电波来进行工 作的，而从几KHz的超长波到GHz的毫米波段电磁 波的发射和接收都要通过天线来实现。 在我们的日常生活中天线已随处可见。 例如，收听无线电广播的收音机，电视机，手 机、汽车、舰船、飞机上等。 收音机、电视机使用的天线一般是接收天线， 广播电视台的天线则为发射天线。而手机天线则收 发共用，但须经过移动通信基站天线转收和转发。 第三章 射频传播和天线基础理论
第三章射频传播和天线基础理论 ·第一节电磁波传播特性 ·第二节天线的基本参数 ·第三节对称振子及阵列
• 第一节 电磁波传播特性 • 第二节 天线的基本参数 • 第三节 对称振子及阵列 第三章 射频传播和天线基础理论
3.1电磁波传播方程 电磁波在实际媒介空间的传播在理论分析上可以看 作自由传播加上媒介的影响。 一、自由空间中的传播 设发射天线的输入功率为P,天线增益系数为G1,则 离天线r处的功率谱密度S,为 PG 功率谱密度$0： S。 27 4元r2
2 0 0 = 2 2 4 E PGi i S r 功率谱密度S0 : = 一、自由空间中的传播 设发射天线的输入功率为Pi，天线增益系数为Gi，则 离天线r处的功率谱密度S0为 电磁波在实际媒介空间的传播在理论分析上可以看 作自由传播加上媒介的影响。 3.1 电磁波传播方程
3.1.1自由空间中的传播 若接收天线的增益系数为G,有效接收面积为A。, 则距离发射天线r处实际理论上能接收到的功率为 P=S。A= PG,'GR 4πr2 4π 上式中，为无线电波之波长。 于是我们可以得到自由空间基本传输损耗（输入功率与 接收功率之比)为
上式中为无线电波之波长。 于是我们可以得到自由空间基本传输损耗（输入功率与 接收功率之比）为 2 0 2 4 4 i i R R e PG G P S A r = = 4 1 2 ( ) i bf R i R P r L P G G = = 若接收天线的增益系数为GR，有效接收面积为Ae， 则距离发射天线r处实际理论上能接收到的功率为 3.1.1 自由空间中的传播
3.1.1 自由空间中的传播 用对数表示 Lo(dB)=101g P =32.45+201g f(MHz)+201gr(km)-G,(dB)-Gg(dB) 上式表明电磁波在自由空间的传播损耗是球面波随 距离增大，能量的自然扩散而引起
用对数表示 上式表明电磁波在自由空间的传播损耗是球面波随 距离增大，能量的自然扩散而引起 ( ) 10lg 32.45 20lg ( ) 20lg ( ) ( ) ( ) i bf R i R P L dB P f MHz r km G dB G dB = = + + − − 3.1.1 自由空间中的传播 4 1 2 ( ) i bf R i R P r L P G G = =
3.1.2传输媒介对传播的影响 二、传输媒介对电波传播的影响 1、传输损耗（无线信道损耗） 电波在实际媒质中的传播是有能量损耗的。能 量的损耗，主要是由于媒介对电波的吸收、散射 引起的；也可能是对障碍物的绕射而引起的。这 种损耗我们定义为信道的衰减因子，以A表示
1、传输损耗（无线信道损耗） 电波在实际媒质中的传播是有能量损耗的。能 量的损耗，主要是由于媒介对电波的吸收、散射 引起的；也可能是对障碍物的绕射而引起的。这 种损耗我们定义为信道的衰减因子，以A表示 二、传输媒介对电波传播的影响 3.1.2 传输媒介对传播的影响
3.1.2传输媒介对传播的影响 8)=201g6=108 上式中：E接收点实际场强 P。实际接收到的功率 于是前公式修正为 L =32.45+201g f(MHE)+201gr(km)-G,(dB)-Gr(dB)-A(dB) 另外，由于媒介电磁特性的不稳定，它对电波传播 还有其它一些影响
于是前公式修正为 0 ' ( ) 20lg 10lg R R R E P A dB E P E P = = 上式中： 接收点实际场强 实际接收到的功率 32.45 20lg ( ) 20lg ( ) ( ) ( ) ( ) L f MHz r km G dB G dB A dB b i R = + + − − − 另外，由于媒介电磁特性的不稳定，它对电波传播 还有其它一些影响。 3.1.2 传输媒介对传播的影响
3.1.2传输媒介对传播的影响 2、衰落现象 定义：接收到的信号随时间的随机起伏。 (1)吸收性衰落：传输媒介电参数变化而引起。因 变化较慢故也称慢衰落。 地球大气的吸收衰落还与通信频率有很大关系， 见下图
2、衰落现象 定义：接收到的信号随时间的随机起伏。 （1）吸收性衰落：传输媒介电参数变化而引起。因 变化较慢故也称慢衰落。 地球大气的吸收衰落还与通信频率有很大关系， 见下图。 3.1.2 传输媒介对传播的影响
3.1.2传输媒介对传播的影响 A (dB/Km) 20 水蒸汽 1 天空大气 0.4 0.1 10 15223260 120140160 f (GHz) 由上图可以看到，10GHz以下电波受吸收衰落影响较 小，可以忽略不计
由上图可以看到,10GHz以下电波受吸收衰落影响较 小，可以忽略不计。 f (GHz) A（dB/Km） 10 15 22 32 60 120 140 160 30 20 10 1 0.4 0.1 水蒸汽 天空大气 3.1.2 传输媒介对传播的影响