1.电磁波传播原理，慢衰落、快衰落、阴影效应、多径传播、多普勒效应、塔下黑。

通信在我们身边无处不在，那么什么是通信呢？

广义的通信是指：无论采用什么方法、使用什么传输媒介，只要将信息从一地传送到另一地，均可称为通信。从这个意义讲，古代的飞鸽传书和利用烽火传递信息都属于通信。而狭义的通信就是我们现在所学习的真正从技术层面来讲的包括电信、广播电视等通信技术。

一定意义上讲，通信系统的发展可以归纳为从简单到复杂，从有线到无线，从模拟到数字的过程。

一件简单的双向通信系统的模型如下图所示：

其中信道可以分为有线信道和无线信道，而无线信道的传输媒介为自由空间的电磁波。无线电波按波长分为超长波、长波、中波、短波、超短波和微波。

无线信道中电磁波的传播原理

电磁波是电磁场的一种运动形态，是在空间传播的周期性变化的电磁场。电场和磁场的振动方向相互垂直，二者和波的传播方向也垂直，所以电磁波是横波。

麦克斯韦电磁理论：（1）变化的磁场激发电场，变化的电场激发磁场。（2）磁场激发的感应电场是旋涡场，它的电力线是闭合的，封闭曲面的电场净通量为零，也就是说，进入封闭曲面多少电场通量，就从封闭曲面出来多少电场通量。变化的电场激发的磁场也是旋涡场，磁感应线是闭合线，封闭曲面的磁场净通量为零，也就是说进入封闭曲面多少磁场通量，就从封闭曲面出来多少磁场通量。（3）电场与磁场之间相互联系，相互激发，时间上周而复始，空间上交链重复。

电磁波的传播原理如图所示：

电磁波的传播大致上可以分为直射、反射、散射和绕射。

由发射天线沿直线到达接收点的无线电波，被称为直射波。

无线信号通过地面或其他障碍物反射到达接收点，称为反射波。

当接收机和发射机之间的无线路径被尖利的边缘阻挡时，无线电波绕过障碍物而传播的现象称为绕射。

当波穿行的介质中存在小于波长的物体，并且单位体积内阻挡体的个数非常巨大时，将引起波经此处后四处发射，就是散射。

无线信道传输

奈奎斯特带宽：奈奎斯特带宽就可以如下描述：如果带宽为B，那么可被传输的最大信号速率就是2B；反过来说如果信号传输速率为2B，那么频宽为B的带宽就完全能够达到此信号的传输速率。奈奎斯特带宽指的是信道无噪声的理想情况，这种理想情况在实际中并不存在。

对于数字传输而言，带宽和信噪比共同决定了一个信道的容量，可以用一个简单的公式来描述，这个公式是由香农推理出来的，这就是著名的香农定理：

慢衰落

所谓大尺度效应，也称大尺度衰落或者慢衰落。无线电传播过程中，信号强度曲线的中值呈现慢速变化。慢衰落反映的是瞬时值加权平均后的中值，反映了数百波长范围内接收电平的均值变化。

慢衰落的产生原因大致可分为两种情况：

（1）高大建筑物、树林和高低起伏的地势地貌的阻挡，造成电磁场的阴影，致使接收信号下降。

（2）大气折射条件变化（大气介电常数变化）使多径信号相对延时变化，造成同一地点场强中值随时间的慢变化。

阴影效应：在无线电波的传播路径上，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，在阻挡物的背面，会形成电波信号场强较弱的阴影区，这一现象叫阴影效应，和可见光的阴影效应类似，只不过我们肉眼看不到。终端从无线电波直射的区域移动到某地物的阴影区时，接收到的无线信号场强中值就会有较大幅度的降低。

快衰落

小尺度效应又称小尺度衰落、快衰落。快衰落就是接收信号场强瞬时值的快速起伏、快速变化。由于各种地形、地物、移动体引起的多径传播信号相位不同、幅度也不同，在接收点叠加后信号幅度波动剧烈。它反映了移动台在极小范围内（数十波长以下量级）移动时接收电平平均值的起伏变化趋势。小尺度效应一般是由多径传播引起的。所谓多径传播，指的是同一传输信号沿两个或多个路径传播，以微小的时间差到达接收机的信号相互干扰。

多径传播：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。无线电波的多径效应是指不同路径的相同信号在接收端叠加会增大或减小接收信号能量的现象。

传播后其接受信号强度为：直射>绕射>反射>散射

多普勒效应

多普勒效应是指无线电波在波源快速移向观察者时接收频率变高。当警车的警报声、赛车的发动机以一定的速度接近我们的时候，声音会比平常更刺耳；离我们远去的时候，声音会缓和一些；同样的道理，你可以在火车经过时听出刺耳声的变化，这就说明了多普勒效应的存在。

在移动通信中，当移动台移向基站时，接收频率变高；远离基站时，频率变低。接收频率随移动台与基站之间相对移动速度变化的现象，就是移动通信中的多普勒效应。终端和基站的相对移动速度越大，频偏越严重，这就要求在高速移动的通信中，必须考虑频偏问题。

塔下黑

高的天线塔下的部分往往反而是天线信号最弱的地方如同灯塔能照到很远的地方，却无法照亮自己的脚下所以叫做“塔下黑”。