无线局域网基础知识:地面反射对微波传播的影响( 二 )



无折射就是大气的折射率不随大气的垂直高度变化而变化 。负折射顾名思义就是由于折射率随高度增加而增加,使得电波的传播方向与地球的弯曲的方向相反 。正折射的意思当然是恰恰相反 。
折射的分类

电波衰落之源

微波在空间传输中将受到大气效应和地面效应的影响,导致接收机接收的电平随着时间的变化而不断起伏变化,我们把这种现象称为衰落 。

衰落的大小与气候条件,站距的长短有关 。衰落的时间长短不一,程度不一 。有的衰落持续时间很短,只有几秒钟,称之为快衰落;有的衰落持续时间很长,几分钟甚至几小时则称之为慢衰落 。衰落的出现将使得信号发生畸变 。接收电平低于自由空间传播电平的称之为下衰落 。而接收电平高于自由空间的传播的电平时,则称为上衰落 。显然慢衰落和下衰落对微波通信有很大的影响 。

从衰落的物理因素来看,可以分成以下几种类型:

吸收衰落 。就是大气中的氧分子和水分子能从电磁波吸收能量,这就导致微波在传播的过程中的能量损耗而产生衰耗 。

雨雾引起的散射衰落 。这是由于雨雾中的大小水滴能够散射电磁波的能量,因而造成电磁波的能量损失而产生衰落 。

K型衰落 。这是由于多径传输产生的干涉型衰落,它是由直射波和反射波在到达接收端时,由于行程差,使它们的相位不一样,在叠加时产生的电波衰落 。由于这种衰落与行程差Δr有关,而Δr是随大气的折射参数K值的变化而变化的,故称为K型衰落 。这种衰落在水面,湖泊,平滑的地面时显得非凡严重 。除了地面的反射以外,大气中有时出现的突变层也能对电磁波产生反射和散射,也可以造成电波的多径传输,在接收点产生干涉型衰落 。

波导型衰落 。由于气象的影响,大气层中会形成不均匀的结构,当电磁波通过这些不均匀层时将产生超折射现象,称为大气波导传播 。若微波射线通过大气波导,而收,发两点在波导层外,如下图所示 。则接收点的电场强度除了有直线波和地面反射波以外,还有“波导层”以外的反射波,形成严重的干扰型衰落,造成通信的中断 。

闪烁衰落 。对流层中的大气常发生的体积大小不等,无规则的漩涡运动,这些称为大气湍流 。大气湍流形成的不均匀的块式层状物使介电系数ε与四周的不同 。当微波射线射到不均匀的块式层状物上来时,将使电波向四周辐射,形成对流层散射 。此时接收点也可以接收到多径传来的这种散射波,它们的振幅和相位是随机的,这就使接收点的场强的振幅发生变化,形成快衰落 。由于这种衰落是由于多径产生的,因此称之为闪烁衰落 。这种衰落持续时间短,电平变化小,一般不会造成通信的中断 。

大气波导传播

抗衰落技术

分集接收就是采用两种或两种以上的不同的方法接收同一信号,以减少衰减带来的影响,是一种有效的抗衰落的措施 。其基本思想是将接收到的信号分成多路的独立不相关信号,然后将这些不同能量的信号按不同的规则合并起来 。分集依目的分可以为宏观分集(macroscopic)和微观(microscopic)分集 。宏观分集是以克服长期衰落为目的的 。按信号的传输方式可以分为显分集和隐分集两种 。显分集指的是构成明显分集信号的传输方式,多指利用多副天线接收信号的分集 。隐分集:分集作用含在传输信号中的方式,在接受端利用信号处理技术实现分集,它包括交织编码技术,跳频技术等 。隐分集一般用在数字移动通信中 。显分集包括以下几种:

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