電磁波傳輸損耗

電磁波傳輸損耗及遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的場(chǎng)強(qiáng)預(yù)測(cè)廣播電視無(wú)線電波的頻段較高，電磁波信號(hào)傳輸時(shí)以直射波為主，但是也存在反射、繞射和散射等。電磁波在空間傳播時(shí)，向外傳輸?shù)碾姶挪ㄒ郧蛎娌ǖ男问较蛲獍l(fā)射，距離越大，球面半徑就越大，單點(diǎn)的電磁信號(hào)就越小，空間損耗也就越大。另外，電磁波在空間傳播的過(guò)程中會(huì)受到空氣中的塵埃、水滴、水汽等物質(zhì)的影響，造成反射和散射；電磁波在接近地表傳輸時(shí)，會(huì)由于地表不是絕對(duì)光滑，而是存在高低起伏、樹木遮擋、建筑物遮擋、大型水面或湖面的影響，而產(chǎn)生反射、繞射等情況，這樣，電磁波信號(hào)到達(dá)接收天線時(shí)就會(huì)由各種傳播方式傳播到的所有信號(hào)疊加而成。因?yàn)楦鱾€(gè)地區(qū)的地形存在很大差異，同一地區(qū)各個(gè)方向上的建筑物、樹木、河流湖泊等情況也不盡相同，因此這種不是由于空間球面擴(kuò)散而產(chǎn)生的損耗就是很難預(yù)測(cè)的；同時(shí)，由于各個(gè)區(qū)域的電磁覆蓋情況都不一樣，隨之帶來(lái)的電磁干擾情況也不一樣，這就更為場(chǎng)強(qiáng)覆蓋預(yù)測(cè)帶來(lái)難度。一、球面?zhèn)鞑サ碾姶挪ǖ目臻g損耗Pr：接收信號(hào)功率Pt：發(fā)射信號(hào)功率Gt：發(fā)射天線增益Gr：接收天線增益d：接收和發(fā)射天線之間的距離九：射頻信號(hào)波長(zhǎng)有球面面積可計(jì)算得GGP二P—rt(4兀d/X)2自由空間傳播路徑損耗(發(fā)射天線和接收天線都為點(diǎn)源天線)可寫為P 九2 4兀rfL(dB)=10logp=-101og =20log4—fs P (4k)2d2 L九r=32.45+20logd+20logf10Km 10MHZ=36.58+20logd+20logf10mi 10MHZ可以看出，傳輸距離越大，空間損耗越大，頻率越高，傳輸損耗越大。二、實(shí)際電磁波的傳播損耗電磁波在空間傳播時(shí)，都會(huì)受到空氣中的粒子、地面建筑物、地面植被等其他物體的影響，而產(chǎn)生反射、折射、繞射、散射等。電磁波通常不會(huì)按照球面波的傳輸損耗到達(dá)接收天線。這樣，實(shí)際電磁波的傳播損耗，在自由空間傳播路徑損耗的基礎(chǔ)上還要加上一些修正值。傳播損耗按照性質(zhì)分類可分為：經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀虢?jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、確定性模型。經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停焊鶕?jù)大量結(jié)果統(tǒng)計(jì)后分析而得出的模型，例如，Okumura-Hata模型，COST231-Hata模型等。半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停喊虢?jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ褪窃诮?jīng)驗(yàn)性模型基礎(chǔ)上改進(jìn)而成，例如，COST231WalfischTkegami模型，校正之后的StandardMacrocell模型。確定性模型：是對(duì)實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境直接應(yīng)用電磁理論計(jì)算的方法，但是這種模型因?yàn)榈匦卧颉夂蛟螂S時(shí)變化，因而某一次的計(jì)算結(jié)果不能顯示出所有情況下該地區(qū)的實(shí)際信號(hào)強(qiáng)度，且由于計(jì)算量巨大，該計(jì)算方法需要計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)才能完成。我們常用到廣播電視發(fā)射信號(hào)預(yù)測(cè)的模型是Okumura-Hata模型。Hata在Okumura模型基礎(chǔ)上，設(shè)定了一系列的限制條件，通過(guò)曲線擬合出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)公式模型假設(shè)條件：.作為兩個(gè)全向天線之間的傳播損耗處理；.作為準(zhǔn)平滑地形而不是不規(guī)則地形處理；.以城市市區(qū)的傳播損耗公式作為標(biāo)準(zhǔn)，其他地區(qū)采用校正公式進(jìn)行修正。該公式適用到UHF電視頻段L(dB)二69.25+26.16lgf-13.82lgh-a(h)+(44.9-6.55lgh)lgd-KMHz 1 2 1 Kma(h2)為天線高度增益矯正因子。K為覆蓋區(qū)域校正因子，包括：大城市城區(qū)，小城鎮(zhèn)，郊區(qū)，開(kāi)闊地帶

覆蓋區(qū)域類型a(h)2K開(kāi)闊地帶(l.llgf -0.7)hMHz 2-(1.56lgf -0.8)MHz4.78(lgf )2—18.33