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移动通信技术及应用第2章移动通信概论1
由于地面波随频率的提高衰减很快，所以在使用VHF和UHF频段的移动通信中，地面波可以忽略不计。另外，当陆上天线的高度小于一个波随着高度升高而减少，因而k>1，Re>Ro。在标准大气折射情况下，即当dn/dh≈―4×10-8（1/m），等效地球半径系数k=4/3，等效地球半径Re=8500km。
无线电波的传播特性 1
所以，大气折射有利于超视距的传播。注意，在视线距离内，这种由折射现象所产生的折射波会同直射波并存，从而也会产生多径衰落。
（4）视距传播
视线传播的极限距离可由图2-4计算，设发射与接收天线的高度分别为ht和hr，两个天线顶点的连线AB与地面相切于C点。由于地球等效半径Re远远大于天线高度，不难证明，自发射天线顶点A到切点C的距离d1为
无线电波的传播特性 1
图2-4 视距离传播极限距离
同理，由切点C到接收天线顶点B的距离d2为
可见，视线传播的极限距离d为
无线电波的传播特性 1
在标准大气折射情况下，Re=8500km，故
式中，ht和hr的单位是m，d的单位是km。
4 、障碍物的影响与绕射损耗
点波在直射传播的路径上可能存在山丘、建筑等障碍物，这些障碍物会引起除了自由空间传播损耗外的附加损耗，这种附加损耗称为绕射损耗。
无线电波的传播特性 1
设障碍物与发射点T、接收点R的相对位置如图2-5所示。图中x表示障碍物顶点P至连线TR的距离，在传播理论中称作费涅尔余隙。
图2-5 障碍物与余隙
图a中所示为阻挡情形，此时余隙x为负值；图b所示为非阻挡情形，此时余隙x规定为正值。由费涅尔绕射理论可得障碍物引起的绕射损耗与费涅尔余隙的关系如图2-7所示。图中横坐标为x/x1，其中x1称为费涅尔半径，并由下式（2-20）求得
无线电波的传播特性 1
式中d1、d2如图2-6所示：
λ为电波波长。由图2-6可见，当x/x1>，则障碍物对直射波的传播基本上没有影响；当x=0时，即TR直射线从障碍物顶点擦过时，绕射损耗约6dB；以当x<0时，即直射线低于障碍物顶点时，损耗急剧增加 。
公式推导 1
公式推导 2
公式推导 3
5 、反射波
不同界面的反射特性用反射系数R表征，它定义为反射波场强与入射波场强的比值，R可表示为：
无线电波的传播特性 1
式中│R│为反射点上反射波场强与入射波场强的振幅比值，φ代表反射波相对于入射波的相移。实际的反射路径、直射路径的电波相位差Δφ可由两者间的路径差计算而得：
式中，2π/λ称为相移常数，决定于工作波长，Δd为两路径的差值。
直射波与反射波的合成场强如下：
由上式可见，合成场强将随反射系数以及路径差的变化而变化，│R│越接近于1，衰落就越严重。为此，在固定地址通信中，选择站址时应力求减弱地面反射，或调整天线的位置和高度，使地面反射区离开光滑界面。当然，这种做法在移动通信中是很难实现的。
无线电波的传播特性 1
移动信道的特征 2
传播路径与信号衰落
多普勒效应
多径效应与瑞利衰落
慢衰落特性和衰落储备
多径时散与相关带宽
1、传播路径与信号衰落
移动无线电波传播路径损耗，主要是由于地形、传播路径上的无线电散射体等原因产生的，是直射加上镜面反射、漫反射和绕射等的综合结果，如图2-7所示。
（1）镜面反射：当无线电波投射到两种不同媒质间的平滑分界面，并且界面线尺寸与辐射信号波长相比相差很大的情况下，则发生镜面反射，并服从斯涅耳定律。
移动信道的特征 2
（2）漫反射：当无线电波投射到粗糙表面，且表面粗糙程度与辐射信号波长相似时，则产生漫反射，它服从惠更斯原理。—般情况下，漫反射无线电波的强度小于镜面反射无线电波的强度，因为沿不平表面传播时散射了能量，使反射无线电波沿发散路径前进。
（3）绕射：当无线电波由于地形外廓的变化，遮避住其传播路径时，则会出现绕射。
在移动无线电通信中，仅出现镜面反射和漫反射的情况，被认为是视距传播，而绕射则被认为是非视距传播。
直射波
反射波
图2-7 几种传播路径
绕射波
移动信道的特征 2
直射波、反射波或散射波在接收地点形成干涉场，使信号产生深度且快速的衰落,这种衰落称为快衰落，如图2-8所