绕射损耗预测模型

1、11-1电波传播理论第11章绕射损耗预测模型基本要求：1.掌握不同绕射模型的基本概念；2.了解不同情况下地面障碍绕射损耗的预测计算模型（有关绕射传播的详细的物理原理可参考第六章）。第11章 绕射损耗预测模型111-2电波传播理论第11章 绕射损耗预测模型11.1 刃峰绕射模型半无限吸收屏绕射刃形绕射（半无限吸收屏绕射）绕射障碍在横向无限延伸、纵向延伸半个空间；绕射屏不散射、不反射无线电波，完全吸收；屏脊尖锐。刃形绕射模型看起来似乎远远偏离了实际情况。但是，许多山峰绕射损耗的实验测量结果却与半无限吸收屏绕射的理论计算结果非常符合。根据无线电波通道的费涅尔区理论，对波起影响的主要是射线周围的头几个

2、费涅尔区，而且费涅尔区的半径收敛得非常快，所以这个空间区域在横向和纵向的空间尺度都是很有限的，通常，也就是数十米。只要在这有限的空间范围内，作为绕射障碍的山峰，它的山体是粗糙的或者是多树木的，那么，不管山体的坡度和厚度如何，都可近似地被当成是吸收屏。211-3电波传播理论第11章 绕射损耗预测模型刃形绕射的两种类型正电路余隙和负电路余隙。 311-4电波传播理论第11章 绕射损耗预测模型刃形障碍的绕射损耗的近似式 余隙比 障碍点余隙 第一费涅耳半径 两刃峰和多刃峰障碍在深绕射区的几何光学解可见本书第六章。在深绕射区，这些几何光学解是可以使用的。（11.1）411-5电波传播理论第11章 绕射损

3、耗预测模型11.2 球形地面绕射模型球形障碍是另一个理想的极端情况。光滑地面对电波的阻挡是一个典型的球面绕射的问题。就单个障碍而言，在相同的相对余隙的情况下，刃形障碍的绕射损耗是最小的，球形障碍的损耗是最大的，其它类型的障碍则处于这两者之间。球面地球绕射损耗的近似表达式 距离项 发射站天线高度增益项 接收站天线高度增益项 （11.5）511-6电波传播理论第11章 绕射损耗预测模型11.3 圆柱形障碍的绕射损耗圆柱形障碍的绕射障碍被假定为半径为 的圆柱体。圆柱形障碍的绕射损耗 单刃形障碍的绕射损耗 圆柱形障碍的附加损耗（与圆柱的半径有关）（11.18）611-7电波传播理论第11章 绕射损耗预

4、测模型11.4 双孤立刃型障碍绕射损耗双孤立刃型障碍的绕射双孤立刃型障碍的绕射损耗的两种经验的直观分析方法交替法用于两个障碍对电波的阻挡作用大体上相同主障碍法用于两个障碍中有一个明显起主要作用有关对这两种方法的评述以及与几何光学近似公式的对比结论可见参考书1和本书第六章6.8节711-8电波传播理论第11章 绕射损耗预测模型11.5 UTD （Uniform Theory of Diffraction）劈形障碍绕射损耗预测模型一致性劈绕射理论（UTD）R. G. Kouyoymjian等人在1974年提出了适合于过渡区边缘绕射场的一致性劈绕射理论，导出了边缘绕射场的表示式。在边缘绕射问题中，毗

5、邻阴影遮挡边界处及反射边界处的场变化将特快，这些区域被称为过渡区。在过渡区中散射场的大小是和入射场或反射场可比拟的。由于这些场在边界上不连续，而总的场在那里是连续的，所以散射场在阴影和反射边界必然是不连续的。一致性劈绕射理论就是根据这一点提出了一致性劈绕射系数。通过采用过渡函数来修正凯勒的非一致性，使之适用于过渡区和几何光学边界，从而得到了绕射场的一致性解。811-9电波传播理论第11章 绕射损耗预测模型UTD劈形障碍绕射传播电路TR垂直于劈形障碍横轴时的劈形障碍绕射场强 接收点处的绕射场 绕射点Q处的入射场 绕射系数（11.39）911-10电波传播理论第11章 绕射损耗预测模型传播电路TR

6、垂直于劈形障碍横轴时的劈形障碍绕射系数 费涅尔积分（过渡函数）如果传播电路TR不是垂直于劈形障碍横轴，劈形障碍绕射系数将成为一个张量或矢量（参考书2）。（11.40）（11.49）（11.50）（11.51）1011-11电波传播理论第11章 绕射损耗预测模型传播电路TR垂直于劈形障碍横轴时的劈形障碍绕射损耗 由于绕射点Q处的入射场没有确定的，绕射场强也无法计算。假定劈形障碍在横向是无限延伸的，那么，为了与障碍相匹配，可以假定入射波是柱面波，即柱面波源在自由空间传播的情况下，在接收点R的场强 在接收点R相对于自由空间的绕射场强刃形障碍绕射损耗（11.52）（11.53）（11.54）（11.5

7、6）1111-12电波传播理论第11章 绕射损耗预测模型11.6 经验绕射损耗预测模型自然界中的地面障碍物，很少是刃形、劈形、球形、园柱形、矩形和梯形等理想的几何形状。大多数情况下，地面障碍物可能都具有很不规则的形状。有一种处理方法，是在障碍的顶部附近作一个等效的圆形近似拟合障碍顶部的实际形状，然后按照柱形障碍的绕射模型来计算绕射损耗。但是这种方法在作等效圆形时会有很大的人为任意性，致使计算结果具有很大的误差；或者等效圆形根本无法作出。在实际情况下，不但地形是不规则的，而且障碍作为一个整体它是由不同电气特性和不同高度的物体组成的。在现实条件下，实际地形很少能够符合理想的形状，最多也仅是某种程度的近似。实际上，现实的障碍作为一个整体而言，它仅是由不同形状、不同物体组成的等效障碍。1211-13电波传播理论第11章 绕射损耗预测模型本教材的四类经验绕射预测模型第一类平原电路，其地形起伏小于10米第二类丘陵电路，其地形起伏在1030米之间（平原和丘陵的经验绕射预测模型是非常接近） 第三类山区电路，其地形起伏大于30米（非常接近于刃峰绕射模型的