第8章_无线信道、_电磁干扰与电磁兼容（课件）.ppt

第8章 无线信道、 电磁干扰与电磁兼容 8.1 电磁波谱 8.2 无线信道特性 8.3 无线电视距中继 8.4 短波电离层反射信道 8.5 地表面波传播 8.6 不均匀媒质散射信道 8.7 电磁干扰的特性 8.8 电磁兼容 习 题 8.1 电磁波谱 8.1 电磁波谱 按频率高低排列的电磁波称为电磁波谱， 它可分为无线电波、 红外线、 可见光、 紫外线、 X射线和γ射线等。 电磁波谱的划分及各频段的应用领域如表8-1所示。 电离层反射信道通常只用于短波波段。 当频率高于40 MHz时， 由于其波长只有几米或更短， 因此可以通过把高增益的天线（阵）安装在较高的塔上来实现通信。 在这种情况下， 是采用视距传播方式进行通信的， 如电视广播、 电话业务的微波视距线路等。 无线电波的划分及各频段的主要应用如表8-2所示。  8.2 无线信道特性 8.2.1 无线电波在自由空间信道的传播 将收、 发天线置于自由空间中， 假设发射天线的增益为Gt、 资用功率为Pin， 接收天线的增益系数为Gr， 并假设馈线与天线良好匹配， 且两天线的最大辐射方向相对、 极化最佳匹配， 如图8-1所示， 则根据公式（7-4-24）， 在距离发射天线r处的接收天线所接收的功率为 将输入功率与接收功率之比定义为自由空间信道的基本传输损耗： 【例8-1】 某卫星通信信道， 发射天线的增益为22 dB， 接收天线的增益为18　dB， 收发距离为14 500 km， 载波中心频率为5.904 GHz， （1）该信道的基本传输损耗为多少？  （2） 若发射机发射功率为25W， 输入到接收机的功率为多少？ 8.2.2 无线信道特性 反映无线信道特性的有信道损耗、 衰落、 失真及容许带宽等。 1. 信道损耗 电波在实际的信道中传播时除传输损耗外还有能量的损耗。 这种能量损耗可能是由于大气对电波的吸收或散射引起的， 也可能是由于电波绕过球形地面或障碍物时而引起的。 在传播距离、 工作频率、 发射天线、 输入功率和接收天线都相同的情况下， 设接收点的实际场强为E、 功率为P′r ， 而自由空间的场强为E0、 功率为Pr， 定义信道的衰减因子A 若不考虑天线的影响， 即令Gt=Gr=1， 则实际的信道损耗为 Lb=32.45+20 lgf(MHz)+20 lgr(km)-A (dB) （8-2-6） 式中， 前三项为自由空间损耗Lbf， A为实际信道的损耗。 不同的传播方式、 传播媒质， 信道的传输损耗是不同的。 2. 衰落现象 衰落(Ｆading)， 一般是指信号电平随时间的随机起伏。 根据引起衰落的原因分类， 大致可分为吸收型衰落和干涉型衰落。 吸收型衰落， 主要是由于传输信道电参数的变化， 使得信号在信道中的衰减发生相应的变化而引起的。 如大气中的氧、 水汽以及由后者凝聚而成的云、 雾、 雨雪等都对电波有吸收作用。 由于气象的随机性， 这种吸收的强弱也有起伏， 因此形成信号的衰落。 由这种机理引起的信号电平的变化较慢， 所以称为慢衰落(Slow Fading)， 如图8-2(a)所示， 它通常是指信号电平的中值（五分钟中值、 小时中值、 月中值等）在较长时间间隔内的起伏变化。 干涉型衰落， 主要是由随机多径干涉现象引起的。 在某些传输方式中， 由于收、 发两点间存在若干条传播路径， 典型的如短波电离层反射信道、 不均匀媒质散射信道等； 且在这些传播方式中， 传输媒质具有随机性， 因此使到达接收点的各路径信号的时延随机变化， 致使合成信号幅度和相位都发生随机起伏。 这种起伏的周期很短， 信号电平变化很快， 故称为快衰落(Fast Fading)， 如图8-2(b)所示。 快衰落叠加在慢衰落之上， 在较短的时间内观察时， 前者表现明显， 后者不易被察觉。 3. 失真与容许带宽