文档介绍：微波通信天线选择与优化方法研究
    
随着
2 微波天线选择时应考虑的因素研究
图１为微波传播示意图,微波信号在传输过程中，会受到大气、海面、地面、高大建筑物、山峰的折射和绕射等影响，导致信号衰落和失真,甚至中断。因此对微波传输天线进行优化，必须根据微波通信的基本特点,研究微波在传输过程中受到的影响因素，进而进行优化以减少信号衰落和失真.
地面地形因素
在微波通信系统中，信号传输主要利用微波的视距传播。微波通信的频率大部分在2～2０ GＨz范围内,不同的地形条件,其反射系数及电平损耗不同。无线电波在自由空间传输时,其单位面积内的能量会因自由扩散而减少，所减小的能量称为自由空间传输损耗,用Ls表示,单位为分贝(dB),其计算公式为：
式中,f为发
由式(１）可见，微波传播过程中树林、建筑、山头或地面障碍物等会阻挡一部分电磁波，，反射波和直射波矢量相加可能相互抵消而产生附加损耗。地面反射对视距传播有重要影响，(或山峰）阻挡时，如果障碍物的尖峰恰好落在两个相邻微波站的收信天线和发信天线的连线上，微波传输会增加６ ｄB电平衰耗;当障碍物的尖峰超出连线时,电平衰耗将增加更快，实际应用中应避免出现这种情况,，应用菲涅尔区的概念进行分析，则从波源到观察点的电波可认为是通过许多菲涅尔区传播的，且在观察点的合成场强Ｅ≈E1/2（Ｅ1为第一菲涅尔区的场强),。若要知道阻挡物多高才能满足传播条件,必须计算第一菲涅尔区的半径F1单位为m，计算方法为:
式中,d指收发间距离，km;λ是波长，ｍ.
由式（２)可知，为避免附加损耗，必须使所有障碍物都处于第一菲涅尔区以外。在地面障碍物高度一定的情况下，波长越长,电波传播主要通道的横截面积越大,相对遮挡面积就越小,接收点场强就越大,因此，频率越低，绕射能力越强。
2。2 地面反射因素
在微波的传播过程中，在接收点除收到直射波外,,接收点的合成场强与自由空间场强之比称为地面反射引起的衰落因子,用V表示，单位为dB，ｈc／，其计算过程如下：
式中，r1为直射路径，ｍ;r２为反射路径，m;△ｒ为行程差,m；ｈc为余隙,m；Ｆ1为第一菲涅耳区半径，ｍ；φ为反射系数。
从以上计算过程可知，衰落因子Ｖ与相对余隙HC/，当ｈc／F1＝0．５77时，Ｖ＝1,ＶdB=0 dB，收信场强E=E0，此时余隙具有特殊意义，记为h0=。当hc/F１〈０．57７时，发生绕射衰落较大;随着余隙增大，反射点处于第一菲涅尔区，反射信号与直射信号同相相加，使衰落因子出现正值；当余隙增大到一定程度时,反射点进入第二菲涅尔区内，反射信号与直射信号反相,衰落因子急剧下降，甚至会造成信号中断。
2。3 大气的影响
大气中带电粒子都有其固定的电磁谐振频率，当接近谐振频率时就会产生共振吸收，使微波