地球曲率对空间波传播的影响

第8章空间波传播8.1 平地面上空间波场强的计算8.2 地形、地质对空间波传播的影响8.3 地球曲率对空间波传播的影响8.4 低空大气层对空间波的影响8.5 地面移动通信中的电波传播天线与电波传播1北京邮电大学8.3地球曲率对空间波传播的影响8.3.1视线距离当天线高度一定时，在弯曲地面上由天线顶端能看到的最远距离称为视线距离图8.10视线距离天线与电波传播2北京邮电大学是视线距离，设地球半径为R0，收、发天线架高为、，，收、发天线之间的连线AB与地面相切于C点，则有：天线与电波传播3北京邮电大学当天线高度、确定时，两地间的视线距离也就确定了。将地球半径R0=6370km代入上式，、的单位为m，则若考虑大气不均匀性对电波传播轨迹的影响，标准大气折射的情况，修正为天线与电波传播4北京邮电大学根据接收点离开发射天线的距离分为三个区域的区域称为亮区的区域称为半阴影区的区域称为阴影区天线与电波传播5北京邮电大学通信距离应满足亮区的条件，这是为了使电波离地面有足够的距离的缘故。如果，则电波在传播过程中有一段要沿地面传播，地面对它的吸收很大，这就不能利用反射公式计算，所以通信距离应当比视线距离要小一些。天线与电波传播6北京邮电大学8.3.2地球凸起高度因天线架设高度不高或通信距离较远，接收点落入阴影区或半阴影区，则电波传播路径就要受到地球凸起高度的阻碍产生较大的绕射损耗。为了判定球形地面对电波传播的阻挡情况，必须对地球凸起高度有较明确的定义。天线与电波传播7北京邮电大学8.3.2地球凸起高度在球面上两点Q、P之间，某一点C的地球凸起高度等于由C点至弦QP的垂直距离CO。图8.11地球凸起高度的计算天线与电波传播8北京邮电大学路径中点处地球凸起高度最大，即天线与电波传播9北京邮电大学当考虑大气折射的影响时，可用等效地球半径因子K进行修正得：天线与电波传播10北京邮电大学8.3.3天线的等效高度、即为天线的等效高度，它是指仍保持球面地上直射波和反射波的传播路径不变，而将球面地等效为平面地时，对天线高度进行修正后的数值。

图8.12球面地上天线等效高度天线与电波传播11北京邮电大学天线与电波传播12北京邮电大学8.3.4球形地面有效反射区的估算图8.13球形地面有效反射区的估算从收、发天线的中心分别向地面作两条切线，两切点之间的距离记作，两边各减去

之后的长度即为菲涅尔椭球区的长轴尺寸天线与电波传播13北京邮电大学天线与电波传播14北京邮电大学天线与电波传播15北京邮电大学8.3.5球面反射对电波传播的影响定义：球面扩散系数球面波反射时反射波场强/平地面反射时反射波场强图8.14球面地对电波的散射效应天线与电波传播16北京邮电大学球面扩散系数表示式考虑球面地扩散作用后的反射点处的反射场强E2为：E1为入射波的场强天线与电波传播17北京邮电大学一般情况下，空间某点的场强为直射波和地面反射波的场强和，即：

—相移常数

—直射波和地面反射波的波程差

—为反射点处的反射系数天线与电波传播18北京邮电大学由于地球曲率的存在，总场强将由于反射波场强的减弱而增强。因此，考虑到地球表面的曲率时，天线有效高度的降低和电波扩散作用，实际可以近似互相补偿。天线与电波传播19北京邮电大学8.3.6传播余隙传播余隙是指收、发天线的连线与地面障碍物最高点之间的垂直距离图8.15传播余隙天线与电波传播20北京邮电大学Hb为地球凸起高度，Hs为障碍物高度，Hc为传播余隙。天线与电波传播21北京邮电大学传播余隙为天线与电波传播22北京邮电大学根据传播余隙的情况，应用电波传播主区的概念，可把传输电路分为三种类型：