《移动通信》课程教学资源（PPT课件）第3章 移动信道的传播特性

第3章移动信道的传播特性第3章 移动信道的传播特性3.1无线电波传播特性3.2移动信道的特征3.3陆地移动信道的传输损耗3.4移动信道的传播模型思考题与习题Back

第3章 移动信道的传播特性 第3章 移动信道的传播特性 3.1 无线电波传播特性 3.2 移动信道的特征 3.3 陆地移动信道的传输损耗 3.4 移动信道的传播模型 思考题与习题

第3章移动信道的传播特性3.1无线电波传播特性3.1.1电波传播方式发射机天线发出的无线电波，可依不同的路径到达接收机，当频率f>30MHz时，典型的传播通路如图3-1所示沿路径①从发射天线直接到达接收天线的电波称为直射波，它是VHF和UHF频段的主要传播方式；沿路径②的电波经过地面反射到达接收机，称为地面反射波；路径③的电波沿地球表面传播，称为地表面波

第3章 移动信道的传播特性 3.1.1 电波传播方式 发射机天线发出的无线电波， 可依不同的路径到达接收 机，当频率f＞30 MHz时，典型的传播通路如图3-1 所示。 沿路径①从发射天线直接到达接收天线的电波称为直射波， 它是VHF和UHF频段的主要传播方式；沿路径②的电波经过 地面反射到达接收机，称为地面反射波； 路径③的电波沿地 球表面传播， 称为地表面波。 3.1 无线电波传播特性

第3章移动信道的传播特性西安电子科技大学出版社西安电子科技接收天线发射天线S3西安电图3-1典型的传播通路

第3章 移动信道的传播特性 图 3 - 1 典型的传播通路

第3章移动信道的传播特性3.1.2直射波直射波传播可按自由空间传播来考虑。所谓自由空间传播系指天线周围为无限大真空时的电波传播，它是理想传播条件。电波在自由空间传播时，其能量既不会被障碍物所吸收，也不会产生反射或散射。实际情况下，只要地面上空的大气层是各向同性的均匀媒质，其相对介电常数ε和相对导磁率u都等于1，传播路径上没有障碍物阻挡：到达接收天线的地面反射信号场强也可以忽略不计，在这样情况下，电波可视作在自由空间传播

第3章 移动信道的传播特性 3.1.2 直射波 直射波传播可按自由空间传播来考虑。所谓自由空间 传播系指天线周围为无限大真空时的电波传播，它是理想 传播条件。电波在自由空间传播时，其能量既不会被障碍 物所吸收，也不会产生反射或散射。实际情况下，只要地 面上空的大气层是各向同性的均匀媒质，其相对介电常数 ε和相对导磁率μ都等于1，传播路径上没有障碍物阻挡， 到达接收天线的地面反射信号场强也可以忽略不计，在这 样情况下，电波可视作在自由空间传播

第3章移动信道的传播特性虽然电波在自由空间里传播不受阻挡，不产生反射、折射、绕射、散射和吸收，但是，当电波经过一段路径传播之后，能量仍会受到衰减，这是由辐射能量的扩散而引起的。由电磁场理论可知，若各向同性天线(亦称全向天线或无方向性天线)的辐射功率为P-瓦，则距辐射源dm处的电场强度有效值E.为30PT(V / m)E。(3 - 1)d

第3章 移动信道的传播特性 (V / m) 30 T 0 d P E = (3 - 1) 虽然电波在自由空间里传播不受阻挡， 不产生反射、 折射、绕射、散射和吸收， 但是，当电波经过一段路径传播 之后， 能量仍会受到衰减，这是由辐射能量的扩散而引起的。 由电磁场理论可知，若各向同性天线(亦称全向天线或无方向 性天线)的辐射功率为PT瓦，则距辐射源dm处的电场强度有 效值E0为

第3章移动信道的传播特性磁场强度有效值H为30PTHo(A / m)(3 - 2)120元d单位面积上的电波功率密度S为PS:(3-3)(W / m2)4元d2

第3章 移动信道的传播特性 磁场强度有效值H0为 ( / ) 120 30 0 A m d P H T  = (3 - 2) 单位面积上的电波功率密度S为 ( / ) 4 2 2 W m d P S T  = (3 - 3)

第3章移动信道的传播特性若用发射天线增益为G-的方向性天线取代各向同性天线，则上述公式应改写为30P.GT(3 - 4)(V / m)Eod30P,GT(3 - 5)H。(A/ m)120元dP,GrS(W / m2)(3 -6)4元d

第3章 移动信道的传播特性 若用发射天线增益为GT的方向性天线取代各向同 性天线， 则上述公式应改写为 ( / ) 4 ( / ) 120 30 ( / ) 30 2 0 0 W m d P G S A m d P G H V m d P G E T T T T T T   = = = (3 - 4) (3 - 5) (3 - 6)

第3章移动信道的传播特性接收天线获取的电波功率等于该点的电波功率密度乘以接收天线的有效面积，即PR = SAR(3 - 7)式中，Ar为接收天线的有效面积，它与接收天线增益G满足下列关系：22G(3-8)R4元式中，22/4元为各向同性天线的有效面积

第3章 移动信道的传播特性 接收天线获取的电波功率等于该点的电波功率密度乘以接 收天线的有效面积， 即 PR = SAR (3 - 7) 式中， AR为接收天线的有效面积， 它与接收天线增益GR满 足下列关系： AR GR   4 2 = 式中， λ 2 /4π为各向同性天线的有效面积。 (3-8)

第3章移动信道的传播特性由式(3-6)至式(3-8)可得(3 - 9)PR = PrG-G4元d当收、发天线增益为OdB，即当Gr=Gr=1时，接收天线上获得的功率为2人Pr =(3 - 10)4元d

第3章 移动信道的传播特性 2 4       = d PR PT GT GR   (3 - 9) 当收、 发天线增益为0dB， 即当GR =GT =1时， 接收 天线上获得的功率为 2 4       = d PR PT   (3 - 10) 由式(3 - 6)至式(3 - 8)可得

第3章移动信道的传播特性由上式可见，自由空间传播损耗L可定义为R4元(3 - 11)PT以dB计，得4元d4元d[Lfs (dB) = 10 lg(dB)(dB)20192元(3 - 12)或[Ls] (dB) = 32.44+20lg d(km)+20lg f(MHz)(3 - 13)式中，d的单位为km，频率单位以MHz计

第3章 移动信道的传播特性 由上式可见， 自由空间传播损耗Lfs可定义为 2 4       = =  d P P L R T f s (3 - 11) 以dB计， 得   ( ) 4 ( ) 20lg 4 ( ) 10lg 2 dB d dB d Lf s dB      =      = 或 (3 - 12) ［Lfs］(dB) = 32.44+20lg d(km)+20lg f(MHz) (3 - 13) 式中， d的单位为km， 频率单位以MHz计