无线电磁信道划分及传播方式
无线电磁信道划分及传播方式
- 第一种
- 第二种
- 传播方式
开始想写这些主要是今天开始看John G.Proakis的《数字通信》,看到有些有用的就记录一下,说不定之后写本子能用到。
对于无线电磁信道划分,经常遇到两种称呼方式。第一种就是低频、中频、高频等,第二种是S波段、C波段、Ku波段。
第一种
第二种
传播方式
地波传播是中频(MF) 频段(0.3~3 MHz)的最主要传播模式.是用于AM广播和海岸无线电广播的频段。在AM广播中,甚至大功率的地波传播范围都限于150 km左右。在MF频段中,大气噪声、人为噪声和接收机的电子器件的热噪声是对信号传输的最主要干扰。
天波传播是电离层对发送信号的反射(弯曲或折射)形成的,电离层由位于地球表面之上高度50~400 km范围中的几层带电粒子组成。在白昼.太阳使较低大气层加热,引起高度在120 km以下的电离层的形成,这些较低的层,特别是D层,吸收2 MHz以下的频率,因此严重地限制了AM无线电广播的天波传播。然而,在夜晚,较低层的电离层中的电子密度急剧下降,而且白天发生的频率吸收现象明显减少。因此,功率强大的AM无线电广播电台能够通过天波经F层电离层传播很远的距离,F层电离层位于地球表面之上140-400 km范围之内。
在高频(HF) 频段范围内,电磁波经由天波传播时经常发生的问题是信号多径。信号多径发生在发送信号经由多条传播路径以不同的延迟到达接收机的时候,一般会引起数字通信系统中的符号间干扰。而且,经由不同传播路径到达的各信号分量会相互削弱,导致信号衰落的现象,许多人在夜晚收听远地无线电台广播时会对此有体验。在夜晚,天被是主要的传播模式。HF频段的加性噪声是大气噪声和热噪声的组合。
在大约30 MHz之上的频率,即HF频段的边缘,就不存在天被电离层传播。然而,在30-60 MHz频段,有可能进行电离层散射传播,这是由较低电离层的信号散射引起的。也可利用在40-300 MHz频率范围内的对流层散射在几百英里(1 mile=1609.344 m)的距离通信。对流层散射是由在10 mile或更低高度大气层中的粒子引起的信号散射造成的。一般地,电离层散射和对流层散射具有大的信号传播损耗,要求发射机功率大和天线比较长。
在30 MHz以上频率通过电离层传播具有较小的损耗,这使得卫星和超陆地通信成为可能。因此,在甚高频(VIF)频段和更高的频率,电磁传播的最主要模式是LOS传播。对于陆地通信系统,这意味着发送机和接收机的天线必须是直达LOS,没有什么障碍。由于这个原因,在VHF和特高频(UHF)频段发射的电视台的天线安装在高塔上,以达到更宽的覆盖区域。
一般地,LOS传播所能覆盖的区域受到地球曲度的限制。如果发射天线安装在地表面之上 h h h 米的高度,并假定没有物理障碍(如山),那么到无线地平线的距离近似为 d = 15 h d = \sqrt {15h} d=15h km。例如,电视天线安装在300m高的塔上,它的覆盖范围大约67 km。另一个例子,工作在1 GHz以上频率、用来延伸电话和视频传输的微波中继系统将天线安装在高塔上或高的建筑物顶部。对工作在VHF和UHF频率范围的通信系统,限制性能的最主要噪声是接收机前端所产生的热噪声和天线接收到的宇宙噪声。在10 GHz以上的超高频(SHF) 频段,大气层环境在信号传播中担负主要角色。例如,在10 GHz频率,衰减范围从小雨时的0.003 dB/km左右到大雨时的0.3 dB/km;在100 GHz时,衰减范围从小雨时的0.1 dB/km左右到大雨时的6 dB/km左右。因此,在此频率范围,大雨引起了很大的传播损耗,这会导致业务中断(通信系统完全中断)。
在极高频(EHF) 频段以上的频率是电磁频谱的红外区和可见光区,它们可用来提供自由空间的LOS光通信。到目前为至,这些频段已经用于实验通信系统,例如,卫星到卫星的通信链路。
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