电波衰落之源
微波在空间传输中将受到大气效应和地面效应的影响,导致接收机接收的电平随着时间的变化而不断起伏变化,我们把这种现象称为衰落。
衰落的大小与气候条件,站距的长短有关。衰落的时间长短不一,程度不一。有的衰落持续时间很短,只有几秒钟,称之为快衰落;有的衰落持续时间很长,几分钟甚至几小时则称之为慢衰落。衰落的出现将使得信号发生畸变。接收电平低于自由空间传播电平的称之为下衰落。而接收电平高于自由空间的传播的电平时,则称为上衰落。显然慢衰落和下衰落对微波通信有很大的影响。
从衰落的物理因素来看,可以分成以下几种类型:
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吸收衰落。就是大气中的氧分子和水分子能从电磁波吸收能量,这就导致微波在传播的过程中的能量损耗而产生衰耗。
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雨雾引起的散射衰落。这是由于雨雾中的大小水滴能够散射电磁波的能量,因而造成电磁波的能量损失而产生衰落。
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K型衰落。这是由于多径传输产生的干涉型衰落,它是由直射波和反射波在到达接收端时,由于行程差,使它们的相位不一样,在叠加时产生的电波衰落。由于这种衰落与行程差Δr有关,而Δr是随大气的折射参数K值的变化而变化的,故称为K型衰落。这种衰落在水面,湖泊,平滑的地面时显得特别严重。除了地面的反射以外,大气中有时出现的突变层也能对电磁波产生反射和散射,也可以造成电波的多径传输,在接收点产生干涉型衰落。
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波导型衰落。由于气象的影响,大气层中会形成不均匀的结构,当电磁波通过这些不均匀层时将产生超折射现象,称为大气波导传播。若微波射线通过大气波导,而收,发两点在波导层外,如下图所示。则接收点的电场强度除了有直线波和地面反射波以外,还有“波导层”以外的反射波,形成严重的干扰型衰落,造成通信的中断。
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闪烁衰落。对流层中的大气常发生的体积大小不等,无规则的漩涡运动,这些称为大气湍流。大气湍流形成的不均匀的块式层状物使介电系数ε与周围的不同。当微波射线射到不均匀的块式层状物上来时,将使电波向周围辐射,形成对流层散射。此时接收点也可以接收到多径传来的这种散射波,它们的振幅和相位是随机的,这就使接收点的场强的振幅发生变化,形成快衰落。由于这种衰落是由于多径产生的,因此称之为闪烁衰落。这种衰落持续时间短,电平变化小,一般不会造成通信的中断。
![](images/mrw20401_pic.gif) |
大气波导传播 |
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