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文件名称:电信传输原理课件:无线传输理论.pptx
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总页数:54 页
更新时间:2025-06-23
总字数:约3.53千字
文档摘要

无线传输理论;信源编码以降低对信道传输带宽的要求;

信道编码用于提高信道可靠性;

调制以适应不同传输设备;

加密不仅是为军政通信的需要,在商业、乃至个人通信方面也是重要;

链路(或信道)容量的评价也是非常重要的问题。;内容提要;5.1无线电波传输理论;一.横电磁波(TEM波)

这种波在传播方向Z上既无纵向电场Ez分量又无纵向磁场Hz分量,即Ez=0且Hz=0。电场、磁场分量都在横截面上与传播方向垂直。这种模式存在于:双导体传输线、同轴线、带状线以及无线传输(无界空间理想介质)中。

二.横电波(TE波)

这种波的Ez=0,其电场分量与传播方向垂直,但Hz≠0。这种模式存在于金属波导中。

三.横磁波(TM波)

这种波的Hz=0,其磁场分量与传播方向垂直,但Ez≠0。这种模式存在于金属波导中。

;四.EH波或HE波(混合模)

这种波的Ez≠0且Hz≠0。它们是TE波和TM波的线性叠加,纵向电场占优势的模式称为EH波,纵向磁场占优势的模式称为HE波。这种模式存在于介质波导中。

以上TEM波、TE波、TM波的电场方向及磁场方向与传播方向的关系,如图5-1所示。

;5.1.2电磁波传播特性

从科学的角度来说,电磁辐射是能量的一种,凡是能够释放出能量的物体,都会释放电磁辐射。正像人们一直生活在空气中而眼睛却看不见空气一样,人们也看不见无处不在的电磁波,电磁波就是这样一位人类素未谋面的“朋友”。

;射频是射频电流,简称RF,是一种高频交流变化电磁波的简称。

电磁波频率低于100KHz时,电磁波会被地表吸收,不能形成有效的传输。

电磁波频率高于100KHz时,电磁波在空气中传播,形成远距离传输能力,无线通信就是采用射频传输方式的。

有时也把具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频信号。电磁波的传播主要有以下特性,这些特性与无线通信密切相关。

;趋肤效应

射频信号存在于导体中或以波的形式存在于自由空间中。

当射频信号存在于导体中时,它只是存在于导体的表面。如果将射频信号放在一个球形的实心导体上,那么它只出现在该导体的表面,不会进入里面,如果可以将一个检测器放在球里面,它将检测不到射频信号的???在。射频信号所呈现的这种行为称为“趋肤效应”。

;二.自由空间损耗

一旦射频信号逃离导体边界飞翔在自由空间中形成电磁波,它们将经受所谓的自由空间损耗。电磁波的损耗与我们学习过的电路损耗是不同的,从“路”的概念发展到“场”的概念。

;以光为例子来进行分析,打开一个手电筒的电源开关后,光从手电筒射出后开始发散。

如果将食指和拇指搭成一个圆圈放在手电筒跟前,几乎所有的光线都可以从圆圈中通过。但当这个圆圈离开手电筒一定距离之后,部分光线就不会从圆圈中通过了,实质上,所有的光仍然在那里,只不过发散的范围更大了。把这个圆圈想像成一个接收机,离得越远,所接收的光(信号)就越少。

所以对于接收机来说,类似于要接收从手电筒(发射机)发射出的光。距离远的接收机接收的信号功率仅仅是发射机辐射功率的一小部分,大部分能量都向其它方向扩散了,这就是自由空间损耗的概念。

;三.吸收

除了自由空间损耗以外,射频信号在空间传播所遇到的任何东西都会使射频信号发生一定形式的变化。这些变化归为两种:变得更小(吸收)或者改变传播方向(反射)。

射频所遇到的很多物体都会使射频信号变得更小,包括空气、雨雪、玻璃、墙、木头甚植物。我们可以把这些物体看成具有一定插入损耗的某种类型的无源器件,这些物体所表现出来的插入损耗称为吸收,因为它们吸收了射频信号。

;

射频信号穿过物体损失的能量到哪里去了?它们被物体吸收并变成热量了!物体会变暖,当然它的温度变化很小,我们很难测量得到。我们日常生活使用的微波炉恰恰是利用了射频信号的吸收来工作的。

;四.反射

不是所有东西遇到电磁波后都要吸收射频能量。有的东西遇到射频后会改变射频信号的方向,这种方向的改变叫做反射。一般射频信号会以遇到物体时相反的角度反射回去,就像光在镜子表面的反射一样。

反射与两个因素有关:射频频率和物体的材料。有些材料只是以一定程度反射射频信号(还有一部分被吸收),如混凝土,而有些材料会发生完全反射,如金属导体。

;内容提要;5.2无线传播损耗;上式表明,电场强度与传播距离成反比。

随着传播距离的增加使电场强度逐渐减弱的现象,完全是出于电波在自由空间传播时能量的扩散而引起。

电磁波在大气中传播,实际上会遇到各种介质、导体或半导体,因而会损耗一部分能量,这种现象叫做电磁波能量吸收。

考虑电磁波能量吸收,空间任一点的场强将小于E0值。

无线传输损耗包括:自由空间损耗、大气吸收损耗、降雨引起的损耗以及由折射、散射与绕射、电离层闪烁与多径等引起的附加损耗,其中最主要的是自由空间传播损耗。

;5.2.1