電波傳播理論徐立勤db11

1、11-111-2 刃形繞射（半無限吸收屏繞射）刃形繞射（半無限吸收屏繞射）繞射障礙在橫向無限繞射障礙在橫向無限延伸、縱向延伸半個空間；繞射屏不散射、不反射無線電延伸、縱向延伸半個空間；繞射屏不散射、不反射無線電波，完全吸收；屏脊尖銳。波，完全吸收；屏脊尖銳。刃形繞射模型看起來似乎遠遠偏離了實際情況。但是，許多山峰繞射刃形繞射模型看起來似乎遠遠偏離了實際情況。但是，許多山峰繞射損耗的實驗測量結(jié)果卻與半無限吸收屏繞射的理論計算結(jié)果非常符合。損耗的實驗測量結(jié)果卻與半無限吸收屏繞射的理論計算結(jié)果非常符合。根據(jù)無線電波通道的費涅爾區(qū)理論，對波起影響的主要是射線周圍的根據(jù)無線電波通道的費涅爾區(qū)理論，對波起

2、影響的主要是射線周圍的頭幾個費涅爾區(qū)，而且費涅爾區(qū)的半徑收斂得非?？?，所以這個空間頭幾個費涅爾區(qū)，而且費涅爾區(qū)的半徑收斂得非?？?，所以這個空間區(qū)域在橫向和縱向的空間尺度都是很有限的，通常，也就是數(shù)十米。區(qū)域在橫向和縱向的空間尺度都是很有限的，通常，也就是數(shù)十米。只要在這有限的空間范圍內(nèi)，作為繞射障礙的山峰，它的山體是粗糙只要在這有限的空間范圍內(nèi)，作為繞射障礙的山峰，它的山體是粗糙的或者是多樹木的，那么，不管山體的坡度和厚度如何，都可近似地的或者是多樹木的，那么，不管山體的坡度和厚度如何，都可近似地被當成是吸收屏。被當成是吸收屏。11-3 刃形繞射的兩種類型刃形繞射的兩種類型正電路余隙和負電路余

3、隙。正電路余隙和負電路余隙。 11-4 刃形障礙的繞射損耗的近似式刃形障礙的繞射損耗的近似式 余隙比余隙比 障礙點余隙障礙點余隙 第一費涅耳半徑第一費涅耳半徑 兩刃峰和多刃峰障礙在深繞射區(qū)的幾何光學解可見本書第兩刃峰和多刃峰障礙在深繞射區(qū)的幾何光學解可見本書第六章。在深繞射區(qū)，這些幾何光學解是可以使用的。六章。在深繞射區(qū)，這些幾何光學解是可以使用的。（11.1）11-5 球形障礙是另一個理想的極端情況。光滑地面對電波的阻球形障礙是另一個理想的極端情況。光滑地面對電波的阻擋是一個典型的球面繞射的問題。擋是一個典型的球面繞射的問題。 就單個障礙而言，在相同的相對余隙的情況下，刃形障礙就單個障礙而言

4、，在相同的相對余隙的情況下，刃形障礙的繞射損耗是最小的，球形障礙的損耗是最大的，其它類的繞射損耗是最小的，球形障礙的損耗是最大的，其它類型的障礙則處于這兩者之間。型的障礙則處于這兩者之間。 球面地球繞射損耗的近似表達式球面地球繞射損耗的近似表達式 距離項距離項 發(fā)射站天線高度增益項發(fā)射站天線高度增益項 接收站天線高度增益項接收站天線高度增益項 （11.5）11-6 圓柱形障礙的繞射圓柱形障礙的繞射障礙被假定為半徑為障礙被假定為半徑為 的圓柱體。的圓柱體。 圓柱形障礙的繞射損耗圓柱形障礙的繞射損耗 單刃形障礙的繞射損耗單刃形障礙的繞射損耗 圓柱形障礙的附加損耗圓柱形障礙的附加損耗（與圓柱的半徑有

5、關(guān)）（與圓柱的半徑有關(guān)）（11.18）11-7 雙孤立刃型障礙的繞射雙孤立刃型障礙的繞射 雙孤立刃型障礙的繞射損耗的兩種經(jīng)驗的直觀分析方法雙孤立刃型障礙的繞射損耗的兩種經(jīng)驗的直觀分析方法交替法交替法用于兩個障礙對電波的阻擋作用大體上相同用于兩個障礙對電波的阻擋作用大體上相同主障礙法主障礙法用于兩個障礙中有一個明顯起主要作用用于兩個障礙中有一個明顯起主要作用有關(guān)對這兩種方法的評述以及與幾何光學近似公式的對比結(jié)論可見參有關(guān)對這兩種方法的評述以及與幾何光學近似公式的對比結(jié)論可見參考書考書1和本書第六章和本書第六章6.8節(jié)節(jié)11-8 一致性劈繞射理論（一致性劈繞射理論（utd）r. g. kouyoy

6、mjian等人在等人在1974年提出了適合于過渡區(qū)邊緣繞射場的一致性劈繞射理年提出了適合于過渡區(qū)邊緣繞射場的一致性劈繞射理論，導出了邊緣繞射場的表示式。在邊緣繞射問題中，毗論，導出了邊緣繞射場的表示式。在邊緣繞射問題中，毗鄰陰影遮擋邊界處及反射邊界處的場變化將特快，這些區(qū)鄰陰影遮擋邊界處及反射邊界處的場變化將特快，這些區(qū)域被稱為過渡區(qū)。在過渡區(qū)中散射場的大小是和入射場或域被稱為過渡區(qū)。在過渡區(qū)中散射場的大小是和入射場或反射場可比擬的。由于這些場在邊界上不連續(xù)，而總的場反射場可比擬的。由于這些場在邊界上不連續(xù)，而總的場在那里是連續(xù)的，所以散射場在陰影和反射邊界必然是不在那里是連續(xù)的，所以散射場在

7、陰影和反射邊界必然是不連續(xù)的。一致性劈繞射理論就是根據(jù)這一點提出了一致性連續(xù)的。一致性劈繞射理論就是根據(jù)這一點提出了一致性劈繞射系數(shù)。通過采用過渡函數(shù)來修正凱勒的非一致性，劈繞射系數(shù)。通過采用過渡函數(shù)來修正凱勒的非一致性，使之適用于過渡區(qū)和幾何光學邊界，從而得到了繞射場的使之適用于過渡區(qū)和幾何光學邊界，從而得到了繞射場的一致性解。一致性解。11-9 utd劈形障礙繞射劈形障礙繞射 傳播電路傳播電路tr垂直于劈形障礙橫軸時的劈形障礙繞射場強垂直于劈形障礙橫軸時的劈形障礙繞射場強 接收點處的繞射場接收點處的繞射場 繞射點繞射點q處的入射場處的入射場 繞射系數(shù)繞射系數(shù)（11.39）11-10 傳播電

8、路傳播電路tr垂直于劈形障礙橫軸時的劈形障礙繞射系數(shù)垂直于劈形障礙橫軸時的劈形障礙繞射系數(shù) 費涅爾積分（過渡函數(shù)）費涅爾積分（過渡函數(shù)）如果傳播電路如果傳播電路tr不是垂直于劈形障礙橫軸，劈形障礙繞射不是垂直于劈形障礙橫軸，劈形障礙繞射系數(shù)將成為一個張量或矢量（參考書系數(shù)將成為一個張量或矢量（參考書2）。）。（11.40）（11.49）（11.50）（11.51）11-11 傳播電路傳播電路tr垂直于劈形障礙橫軸時的劈形障礙繞射損耗垂直于劈形障礙橫軸時的劈形障礙繞射損耗 由于繞射點由于繞射點q處的入射場沒有確定的，繞射場強也無法計算。假定劈處的入射場沒有確定的，繞射場強也無法計算。假定劈形障礙

9、在橫向是無限延伸的，那么，為了與障礙相匹配，可以假定入形障礙在橫向是無限延伸的，那么，為了與障礙相匹配，可以假定入射波是柱面波，即射波是柱面波，即柱面波源在自由空間傳播的情況下，在接收點柱面波源在自由空間傳播的情況下，在接收點r的場強的場強 在接收點在接收點r相對于自由空間的繞射場強相對于自由空間的繞射場強刃形障礙繞射損耗刃形障礙繞射損耗（11.52）（11.53）（11.54）（11.56）11-12 自然界中的地面障礙物，很少是刃形、劈形、球形、園柱自然界中的地面障礙物，很少是刃形、劈形、球形、園柱形、矩形和梯形等理想的幾何形狀。大多數(shù)情況下，地面形、矩形和梯形等理想的幾何形狀。大多數(shù)情況

10、下，地面障礙物可能都具有很不規(guī)則的形狀。障礙物可能都具有很不規(guī)則的形狀。 有一種處理方法，是在障礙的頂部附近作一個等效的圓形有一種處理方法，是在障礙的頂部附近作一個等效的圓形近似擬合障礙頂部的實際形狀，然后按照柱形障礙的繞射近似擬合障礙頂部的實際形狀，然后按照柱形障礙的繞射模型來計算繞射損耗。但是這種方法在作等效圓形時會有模型來計算繞射損耗。但是這種方法在作等效圓形時會有很大的人為任意性，致使計算結(jié)果具有很大的誤差；或者很大的人為任意性，致使計算結(jié)果具有很大的誤差；或者等效圓形根本無法作出。等效圓形根本無法作出。 在實際情況下，不但地形是不規(guī)則的，而且障礙作為一個在實際情況下，不但地形是不規(guī)則

11、的，而且障礙作為一個整體它是由不同電氣特性和不同高度的物體組成的。整體它是由不同電氣特性和不同高度的物體組成的。在現(xiàn)實條件下，實際地形很少能夠符合理想的形狀，最多在現(xiàn)實條件下，實際地形很少能夠符合理想的形狀，最多也僅是某種程度的近似。實際上，現(xiàn)實的障礙作為一個整也僅是某種程度的近似。實際上，現(xiàn)實的障礙作為一個整體而言，它僅是由不同形狀、不同物體組成的等效障礙。體而言，它僅是由不同形狀、不同物體組成的等效障礙。11-13 本教材的四類經(jīng)驗繞射預(yù)測模型本教材的四類經(jīng)驗繞射預(yù)測模型第一類第一類平原電路，其地形起伏小于平原電路，其地形起伏小于10米米第二類第二類丘陵電路，其地形起伏在丘陵電路，其地形起伏在1030米之間米之間（平原和丘陵的經(jīng)驗繞射預(yù)測模型是非常接近）（平原和丘陵的經(jīng)驗繞射預(yù)測模型是非常接近） 第三類第三類山區(qū)電路，其地形起伏大于山區(qū)電路，其地形起伏大于30米米（非常接近于刃峰繞射模型的預(yù)測結(jié)果）（非常接近于刃峰繞射模型的預(yù)測結(jié)果）第四類第四類通過城市的電路，其障礙為