无线电波的直射传播与多径衰落特性分析

1.VHF、UHF频段的电波传播特性

发射机天线发出的无线电波，可依不同的路径到达接收机。在自由空间中，电波沿直线传播而不被吸收，也不发生反射、折射和散射等现象而直接到达接收点的传播方式称为直射波传播。直射波传播损耗可看成自由空间的电波传播损耗L_bs，L_bs的表示式为

L_bs=32.45dB+20lgd+20lgf

式中，d为距离（km）；f为工作频率（MHz）。

2.多普勒效应和多径衰落

在移动通信系统（特别是陆地移动通信系统）中，由于移动台可能在各种环境中不断运动，建筑群或障碍物对其影响不断变化，电磁波在传播时会产生反射、折射、绕射等现象，由此会产生多径干扰、信号传播延迟和展宽及多普勒效应等，从而导致接收信号的强度和相位随时间、地点而不断变化。只有充分研究电波传播的规律，才能进行合理的系统设计。所谓多普勒效应指的是当移动台（MS）具有一定速度v时，基站（BS）接收到移动台的载波频率将随v的不同，产生不同的频移，反之也如此。移动产生的多普勒频率为

式中，v为移动体速度；λ为工作波长；θ为电波入射角。此式表明，移动速度越快，入射角越小，则多普勒效应就越严重。(www.xing528.com)

移动通信电波传播最具特色的现象是多径衰落，或称多径效应。所谓多径传播，是指无线电波在传输过程中会受到地形、地物的影响而产生反射、绕射、散射等，从而使电波沿着各种不同的路径传播。

所谓多径衰落或多径效应是由于多径传播使得部分电波不能到达接收端，而接收端接收到的信号也是在振幅、相位、频率和到达时间上都不尽相同的多条路径上信号的合成，因而会产生信号的频率选择性衰落和时延扩展等现象。

移动通信电波传播中的衰落常分为慢衰落和快衰落两种。

所谓慢衰落（也称长期衰落）指的是接收信号强度随机变化缓慢，具有十几分钟或几小时的长衰落周期。慢衰落主要是由电波传播中的阴影效应以及能量扩散所引起的，具有对数正态分布的统计特性。

所谓快衰落（也称短期衰落）指的是接收信号强度随机变化较快，具有几秒钟或几分钟的短衰落周期。快衰落主要是由电波传播中的多径效应所引起的，具有莱斯分布或瑞利分布的统计特性。当发射机和接收机之间有视距路径时一般服从莱斯分布，无视距路径时一般服从瑞利分布。