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[图文]电磁波通信距离估算         ★★★ 【字体:
电磁波通信距离估算
作者:imefan    文章来源:本站原创    点击数:    更新时间:2008-2-7    

  无线电通信系统的作用距离不仅取决于发信机功率的大小、天线的增益,天线的有效高度,而且还与要求的话音质量、收信机灵敏度、电波传播等因素有关。

影响超短波通信设备通信距离主要有三个因素:

 1)无线电波随着收、发信机之间的距离增加而减弱。这是一种连续的,可以预测的衰耗,它与收、发信机天线高度、频率、大气状况及地形条件等因素有密切关系。

 2)阴影损耗。它是由于建筑物,小山丘等阻挡物引起的随机衰落。在城市中,它随着驵挡物高度和密度的增加而加快,甚至可以使通信设备的通信距离大幅度地减小。

 3)多径传播引起的快衰落。由于移动中的通信设备天线低矮,完全埋没在各种建筑物、树木等下面,到达收信点的电波不仅有直接波,还有许多反射波,使合成的信号时而增强,时而减弱,造成快衰落。这对通信设备通信来讲是非常不利的。影响超短波通信设备通信距离的主要因素一般来讲是这三个因素相互累加的结果。

 1、视线距离计算

  由于地球是球形,凸起的地表面会挡住视线。视线所能达到的最远距离称为视线距离do。在图1-1中,设两部超短波通信设备的天线高度分别为h1和h2,连线Qp与地球表面相切于C点、则do(do=d1+d2)即为直接波所能到达的最远距离,称为视线距离。现在让我们来推导do的计算公式。



设地球半径为Ro,天线高度分别为h1和h2。在直角三角形QCO中,



在直角三角形PCO中



由于Ro>>h1、h2,故上式中可略去h12和h22,

则近似可得


而do=dl+d2,所以视线距离do为



式中Ro=6370Km,h1、h2单位为m,则



  由此可见,视线距离是取决于收、发天线架设高度的。天线架设越高,视线距离越远,因此在实际通信中,应尽量利用地形、地物把天线适当架高。

  实际上,由于大气的不均匀性对电波传播轨迹要产生影响,所以,直接波传播所能到达酌视线距离应修正为

  由于地面是球形的,当电波传播的距离不同时,其情况也不相同。

  为分析问题方便,我们通常依据收信地点离开发信天线的距离分成三个区域,即亮区(照明区),阴影区和半阴影区。

  d<0.7do的区域称为亮区(照明区),如图中P'点位置就属于亮区范围。0.7do<d<(1.2~1.4)do区域称为半阴影区。

  d>(1.2~1.4)do的区域称为阴影区,如图中P"点位置即在阴影区范围。

2、准平滑地形上的传播特性

  地形种类是千差万别的,大体上分为“准平滑地形”和“不规则地形”。所谓“准平滑地形”是根据传播路径的地形断面来判定的,它是指地形起伏量约为20m以下,且起伏变化缓慢的平坦地形。不规则地形包括丘陵地区、孤立山峰、倾斜地形等。本书仅讨沦准平滑地形上的超短波电波传播特性。

  由于地面通信设备移动通信所遇到的地面情况复杂多样,因此有必要对天线高

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