閃爍與折射
大氣折射、大氣閃爍、電離層閃爍和電離層產生的法拉第旋轉對電波傳播都有不同程度的影響,會造成衰減和起伏。
一、 大氣折射
大氣折射率隨著高度增加,并隨著大氣密度減小而減小,電波射線因傳播路徑上的折射率隨著高度變化而產生彎曲,波束上翹一個角度增量。而且這一偏移量還因傳播途中大氣折射率的變化而隨時變化。
大氣折射率的變動對穿越大氣的電波起到一個凹透鏡的作用,使電波產生微小的散焦衰減,衰減量與頻率無關,在仰角大于5°時,散焦衰減小于0.2dB。此外,因大氣湍流引起的大氣指數的變化,使電波向各個方向上散射,導致波前到達大口面天線時振幅和相位不均勻分布,引起散射衰減,這類損耗較小。
二、 大氣閃爍
大氣折射率的不規則變化,引起信號電波的強度變化,叫做大氣閃爍。這種閃爍的衰落周期為數十秒。2~100 GHz的大氣閃爍是由于大氣折射率的不規則性使電波聚焦與散焦,與頻率無關。
三、 電離層閃爍
電離層中不均勻體的發生和發展,造成了穿過其中電波的散射,使得電磁能量在時空中重新分布,造成電波信號的幅度、相位、到達角、極化狀態等發生短期不規則的變化。觀測數據表明,電離層閃爍發生的頻率和強度與時間、地區太陽活動有關、衰落強度還與工作頻率有關。當頻率高于1GHz時影響一般大大減輕,衛星移動通信系統的工作頻率一般較低,電離層閃爍效應必須考慮,但即使是工作在C波段的系統,在地磁低緯度的地區也會發現電離層閃爍的影響。赤道區或低緯度區指地磁赤道以及其南北20°以內的區域,20~50°為中緯度區,地磁50°以上為高緯度區。在特定的條件下,更高的頻段也能記錄到電離層閃爍。例如日本沖繩記錄到12GHz衛星信號最大3dB值的電離層閃爍事件。我國處于世界上兩個電離層赤道異常區域之一。電離層閃爍影響的頻率和地域都較寬,不易解決。對閃爍深度大的地區,用編碼、交織、重發等技術,來克服衰落,其他地區可以用增加儲備余量的方法克服電離層的閃爍。
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