电磁波的反射现象及其影响

图1-2-8 反射波与直射波

当电磁波传播中遇到两种不同介质的光滑界面时，如果界面尺寸比电磁波波长大得多时，就会产生镜面反射（见图1-2-8）。

通常，在考虑地面对电波的反射时，按平面波处理，即电波在反射点的反射角等于入射角。不同界面的反射特性用反射系数R表征，它定义为反射波场强与入射波场强的比值，R可表示为

R=|R|e-_jψ （1-2-22）

式中，|R|为反射点上反射波场强与入射波场强的振幅比；ψ代表反射波相对于入射波的相移。

对于水平极化波和垂直极化波的反射系数R_h和R_v分别由下列公式计算：

式中，ε_c是反射介质的等效复介电常数，它与反射介质的相对介电常数ε_r、电导率δ和工作波长λ有关，即

ε_c=ε_r-j60λδ （1-2-25）

对于地面反射，当工作频率高于150MHz（λ<2m）时，θ<1°，由式（1-2-23）和式（1_-2-24）可得

R_v=R_h=-1 （1-2-26）

即反射波场强的幅度等于入射波场强的幅度，而相差为180°(www.xing528.com)

在图1-2-8中，由发射点T发出的电波分别经过直射线TR与地面反射路径ToR到达接收点R，由于两者的路径不同，从而会产生附加相移。由图1-2-8可知，反射波与直射波的路径差为

式中，d=d₁+d₂。

通常（h_t+h_r）<<d，故上式中每个根号均可用二项式定理展开，并且只取展开式中的前两项。例如

由此可得到

由路径差Δd引起的附加相移Δφ为

式中，2π/λ称为传播相移常数。这时接收场强E可表示为

由式（1-2-30）可见，合成场强将随反射系数以及路径差的变化而变化，有时会同相相加，有时会反相抵消，这就造成了合成波的衰落现象。R越接近于1，衰落就越严重。为此，在固定地点通信中，选择站址时应力求减弱地面反射，或调整天线的位置或高度，使地面反射区离开光滑界面。