電波衰落之源

　　微波在空間傳輸中將受到大氣效應(yīng)和地面效應(yīng)的影響，導(dǎo)致接收機(jī)接收的電平隨著時(shí)間的變化而不斷起伏變化，我們把這種現(xiàn)象稱為衰落。

　　衰落的大小與氣候條件，站距的長(zhǎng)短有關(guān)。衰落的時(shí)間長(zhǎng)短不一，程度不一。有的衰落持續(xù)時(shí)間很短，只有幾秒鐘，稱之為快衰落；有的衰落持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)，幾分鐘甚至幾小時(shí)則稱之為慢衰落。衰落的出現(xiàn)將使得信號(hào)發(fā)生畸變。接收電平低于自由空間傳播電平的稱之為下衰落。而接收電平高于自由空間的傳播的電平時(shí)，則稱為上衰落。顯然慢衰落和下衰落對(duì)微波通信有很大的影響。

　　從衰落的物理因素來(lái)看，可以分成以下幾種類型：

• 吸收衰落。就是大氣中的氧分子和水分子能從電磁波吸收能量，這就導(dǎo)致微波在傳播的過(guò)程中的能量損耗而產(chǎn)生衰耗。

• 雨霧引起的散射衰落。這是由于雨霧中的大小水滴能夠散射電磁波的能量，因而造成電磁波的能量損失而產(chǎn)生衰落。

• K型衰落。這是由于多徑傳輸產(chǎn)生的干涉型衰落，它是由直射波和反射波在到達(dá)接收端時(shí)，由于行程差，使它們的相位不一樣，在疊加時(shí)產(chǎn)生的電波衰落。由于這種衰落與行程差Δr有關(guān)，而Δr是隨大氣的折射參數(shù)K值的變化而變化的，故稱為K型衰落。這種衰落在水面，湖泊，平滑的地面時(shí)顯得特別嚴(yán)重。除了地面的反射以外，大氣中有時(shí)出現(xiàn)的突變層也能對(duì)電磁波產(chǎn)生反射和散射，也可以造成電波的多徑傳輸，在接收點(diǎn)產(chǎn)生干涉型衰落。

• 波導(dǎo)型衰落。由于氣象的影響，大氣層中會(huì)形成不均勻的結(jié)構(gòu)，當(dāng)電磁波通過(guò)這些不均勻?qū)訒r(shí)將產(chǎn)生超折射現(xiàn)象，稱為大氣波導(dǎo)傳播。若微波射線通過(guò)大氣波導(dǎo)，而收，發(fā)兩點(diǎn)在波導(dǎo)層外，如下圖所示。則接收點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度除了有直線波和地面反射波以外，還有“波導(dǎo)層”以外的反射波，形成嚴(yán)重的干擾型衰落，造成通信的中斷。

• 閃爍衰落。對(duì)流層中的大氣常發(fā)生的體積大小不等，無(wú)規(guī)則的漩渦運(yùn)動(dòng)，這些稱為大氣湍流。大氣湍流形成的不均勻的塊式層狀物使介電系數(shù)ε與周圍的不同。當(dāng)微波射線射到不均勻的塊式層狀物上來(lái)時(shí)，將使電波向周圍輻射，形成對(duì)流層散射。此時(shí)接收點(diǎn)也可以接收到多徑傳來(lái)的這種散射波，它們的振幅和相位是隨機(jī)的，這就使接收點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的振幅發(fā)生變化，形成快衰落。由于這種衰落是由于多徑產(chǎn)生的，因此稱之為閃爍衰落。這種衰落持續(xù)時(shí)間短，電平變化小，一般不會(huì)造成通信的中斷。

大氣波導(dǎo)傳播

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