第三章移动通信电波传播.ppt

第三章;3.1 VHF﹑UHF频段电波传播特性;图3-1 典型的移动信道电波传播路径 ;3.1.1 直射波;3.1.2 视距传播的极限距离;3.1.3 绕射损耗;（a）负余隙 （b）正余隙 图3-3 菲涅尔余隙;根据菲涅尔绕射理论， 可得到障碍物引起的绕射损耗与菲涅尔余隙之间的关系如图3-4所示。其中x1称菲涅尔半径（第一菲涅尔半径）: ;图3-4 绕射损耗与菲涅尔余隙之间的关系 ;;3.1.4 反射波;图3-5 反射波和直射波 ;;3.1.5 多径效应与瑞利型衰落特性;设：;由上式可得出瑞利衰落的一些特性： ;3.1.6 莱斯（Rician）衰落分布;3.2 电波传播特性的估算（工程计算）;☆则不平坦的场强公式为 ;3.2.2 奥村(Okumura)模型;⒈ 市区传播衰耗中值 在城市街道地区，电波传播衰耗取决于传播距离d、工作频率f、基地站天线有效高度hb、移动台天线高度hm以及街道的走向和宽度等。 准平滑地形，市区的传播衰耗中值又称其为基本衰耗中值（或基准衰耗中值）。OM模型中，给出了准平滑地形，市区传播衰耗中值的预测曲线族，如图3-6所示。 图中纵座标以分贝计量，这是在基地站天线有效高度hb=200m，移动台天线高度hm=3m，以自由空间传播衰耗为基准(0dB)，求得的衰耗中值的修正值Am(f,d) 。 ;图3-6 准平滑地形大城市基本衰耗中值Am(f,d) ; 图3-7 基地站天线高度增益因子 ;图3-8 移动台天线高度增益因子 ;由曲线上查得的基本衰耗中值Am(f,d)加上自由空间的传播衰耗Lbs才是实际路径衰耗LT 。 ;例：计算准平滑地形，城市地区的路径衰耗中值 。已知：hb=50m,hm=2m, d=10km,f=900MHz ;则修正后的路径衰耗中值为：;⒉郊区和开阔区的传播衰耗中值 ;图3-9 郊区修正因子 ;图3-10 开阔区、准开阔区修正因子 ;⒊ 不规则地形上的传播衰耗中值 ;⑵孤立山岳地形的修正因子 在使用450MHz，900MHz频段，山岳高度H=110~350m时，基本衰耗中值与实测的衰耗中值的差值，并归一化为H=200m时的值，即孤立山岳修正因子kjs 。kjs亦为增益因子。 当山岳高度不等于200m时，查得的kjs值还需乘以一个系数 ;⑶斜坡地形的修正因子 斜坡地形系指在5~10km内倾斜的地形。若在电波传播方向上，地形逐渐升高，称为正斜坡，倾角为+θm；反之为负斜坡，倾角为- θm。 斜坡地形修正因子ksp也是增益因子 。 ⑷水陆混合地形的修正因子 水陆混合地形修正因子ks为增益因子。 ;⒋任意地形的信号中值预测;式中： Kmr：郊区修正因子； Q0，Qr：开阔区，准开阔区修正因子； Kh，Khf：丘陵地形修正因子及丘陵地微小修正值； Kjs：孤立山丘地形修正因子； Ksp：斜坡地形修正因子； Ks：水路混合地形修正因子 根据实际的地形地物情况，KT因子可能只有其中的某几项或为零。 ;例1：某一移动电话系统，工作频率为450MHZ，基地站天线高度为70m，移 动台天线高度为1.5m，在市区工作，传播路径为准平滑地形，通信距离为20km，求传播路径的衰耗中值？ 解：⑴ 求自由空间的传播衰耗Lbs。;所以准平滑地形市区衰耗中值为： ;例2：若上题改为在郊区工作，传播路径是正斜坡，且Qm=15mr，其它条件不变，再求传播路径的衰耗中值？ ;⒌ 其它因素的影响;图3-16 市区街道走向修正值 ;⑵ 建筑物的穿透衰耗 各个频段的电波穿透建筑物的能力是不同的，一般来说波长越短，穿透能力越强。同时各个建筑物对电波的吸收也是不同的。不同的材料，结构和楼房层数，其吸收衰耗的数据都不一样。例如，砖石的吸收较小，钢筋混凝土的大些，钢结构的最大。 如果移动台要在室内使用，在计算传播衰耗和场强时，需要把建筑物的穿透衰耗也计算进去，才能保持良好的可通率。 ;⑶ 植被衰耗 树木、植被对电波有吸收作用。在传播路径上，由树木、植被引起的附加衰耗不仅取决于树木的高度、种类、形状、分布密度、空气湿度及季节变化，还取决于工作频率、天线极化、通过树木的路径长度等多方面因素。 一般来说，垂直极化波比水平极化波的衰耗稍大些。 ;⑷ 隧道中的传播衰耗 空间电波在隧道中传播时，由于隧道壁的吸收及电波的干涉作用而受到较大的衰耗。 电波在隧道中的衰耗还与工作频率有关，频率越高，衰耗越小。当隧道出现分支或转弯时，衰耗会急剧增加，弯曲度越大，衰耗越严重。 解决电波在隧道中的传播问题，通常可采用两种措施： ①在较高频段（数百兆赫），使用强方向性天线，把电磁波集中射入隧道中内，但传播距离也不能很长。 ②在隧道中，纵向沿隧道壁铺设导波线(通常为泄