射频基础知识(二)

目录

一、趋肤效应

二、多径效应 

三、阴影效应

四、菲涅尔区

五、慢衰落和快衰落


一、趋肤效应

类比:下大雨后,泥土路中间积满了水,大家只好沿着路边排队通过。路的有效通过面积由于积水而减少,影响了人们的出行效率。

由于导体内部的感抗对交流电的阻碍作用比表面更大,交流电通过导体时,各部分的电流密度不均匀,导体表面电流密度大(减少了截面积,增大了损耗),这种现 象称为趋肤效应。交流电的频率越高,趋肤效应越显著,频率高到一定程度,可以认为电流完全从导体表面流过.实际应用:空心导线代替实心导线,节约材料;在高频电路中使用多股相互绝缘细导线编织成束来削弱趋肤效应 

二、多径效应 

类比:小时候玩泥巴,在一个小土堆的顶端倒水,水从四处流开,很多水都渗在土里或者流到不同方向损失掉了,有部分水流通过不同路径、不同时间汇到一个低洼的地方。

无线电波的多径效应是 指信号从发射端到接收端常有许多时延不同、损耗各异的传输路径,可以是直射、反射或是绕射,不同路径的相同信号在接受端叠加就会增大或减小接收信号的能量的现象。

三、阴影效应

类比:和煦的阳光普照大地的时候,树木、房屋就有影子,这个影子不是完全的黑暗,是一种强度减弱很多的光。

在传播路径上,无线电波遇到地形不平、高低不等的建筑物、高大的树木等障碍物的阻挡时,在阻挡物的后面,会形成电波信号场强较弱的阴影区,这个现象就叫做阴影效应。

四、菲涅尔区

类比:有时候,人眼最有效的视力范围也是一个椭球体。椭球体之外的东西虽然也能看到,但是已经不是特别的清晰。一个训练有素的射击运动员,他的有效视力范围一定集中在他和目标的半径非常小的椭球体内。

菲涅尔区是一个椭球体,收发天线位于椭球的两个焦点上。这个椭球体的半径就是第一菲涅尔半径。在自由空间,从发射点辐射到接收点的电磁能量主要是通过第一菲涅尔区传播的,只要第一菲涅尔区不被阻挡,就可以获得近似自由空间的传播条件。

为保证系统正常通信, 收发天线架设的高度要满足使它们之间的障碍物尽可能不超过其菲涅尔区的20%,否则电磁波多径传播就会产生不良影响,导致通信质量下降,甚至中断通信 。

五、慢衰落和快衰落

类比:在股市下降过程中,虽然其分时曲线波动剧烈,但是5周线变化比较缓慢;另一种情况下,股价的分时瞬时值变化剧烈,很像快衰落。

无线电波传播过程中,信号强度曲线的中值呈现慢速变化,叫做慢衰落。慢衰落反映的是瞬时值加权平均后的中值,反映了中等范围内数百波长量级接收电平的均值变化,一般遵从对数正态分布。

慢衰落产生的原因:

1)路径损耗;

2)阴影效应导致的信号衰落等。

快衰落就是接收信号场强值的瞬时快速起伏、快速变化的现象。快衰落是由于各种地形、地物、移动体引起的多径传播信号在接收点相叠加,由于接收的多径信号的 相位不同、频率、幅度也有所变化,导致叠加以后的信号幅度波动剧烈。在移动台高速运行的时候,接收到的无线信号的载频范围随时间不断变化,也可引起叠加信 号幅度的剧烈变化。

一般快衰落可以细分为:

1)多径效应引起空间选择性衰落,即不同的地点、不同的传输路径衰落特性不一样;

2)载波频率的变化引起载波宽度范围超出了相干带宽的范围,引起的信号失真,叫做频率选择性衰落;

3)多普勒效应或多径效应可以引起不同信号到达接收点的时间差不一样,超过相干时间,引起的信号失真叫时间选择性衰落。

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