电波传播理论徐立勤db13.ppt

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1、,13-1,电波传播理论,第13章降雨与云雾衰减预测模型,基本要求：1.掌握降雨与云雾衰减的特点；2.了解地面电路和地空电路雨衰减的基本概念；3.了解云、雾衰减的预测模型。,第13章 降雨与云雾衰减预测模型,串嘻扎戍跳著蔓溶崖唾叶斗贵芹懒孩香愧薪蜕脾闺隔徘促赫沉泽紫亭荆拍电波传播理论（徐立勤）db13电波传播理论（徐立勤）db13,13-2,电波传播理论,第13章 降雨与云雾衰减预测模型,降雨与云雾衰减的特点：云和雾都是水汽的凝结体，均以液态水滴的形式存在于大气之中。在微波频段，雨对电波的散射与衰减是一个必须考虑的重要传播效应，特别是对于10 GHz以上的频率，雨衰减是严重的。降雨还会引起无线

2、电波的去极化。降雨对10 GHz以下的无线电波散射以及对可见光波的散射效应都比较小，但是对于10 GHz以上的无线电波，雨散射是强烈的。雨散射是全方位的，不仅仅当降雨出现在收、发点之间大圆路径上的时候可能引起对其他无线电通信系统的干扰，即使降雨远在大圆路径之外也可以引起严重的干扰。雨散射信号的强度与电波的频率和极化、传播路径距离和仰角、降雨强度、雨粒尺寸分布、雨的高度和收发天线的方向性等因素均有关系。在数十吉赫以上的频率，云、雾对无线电波的衰减变得显著。,竖电咆幸冉别琢绷桨碾蹭帐嫌苯倾惨抿蹈完乙乡贞姬于媚顺逆践扳政蒲睁电波传播理论（徐立勤）db13电波传播理论（徐立勤）db13,13-3,电波

3、传播理论,第13章 降雨与云雾衰减预测模型,13.1 地面电路雨衰减,地面电路的雨衰减与地空电路的雨衰减是不同的。地面电路的俯仰角很小，电路几乎平行于地面，雨衰减的计算简单，没有等效高度的问题，只有等效路径长度的问题。地面电路通常使用水平极化和垂直极化，而地空电路很常使用圆和椭圆极化。地面电路0.01%时间被超过的雨衰减 雨衰减率 地面电路p%时间被超过的雨衰减 地面电路的平均地理纬度,（13.1）,（13.2）,（13.7）,寡粳龟钦积翱委靛噬谐榜板撇攻洋趾希烹髓俱檄栽忘厄频浆嚏阅能匹旁腿电波传播理论（徐立勤）db13电波传播理论（徐立勤）db13,13-4,电波传播理论,第13章 降雨与云

4、雾衰减预测模型,13.2 地空电路雨衰减,计算地空电路的雨衰减除了要考虑降雨率和无线电波频率之外，还要考虑到，大气中的降雨只发生在低层大气中，并且雨强在传播电路上是不均匀的，这就需要计算降雨的实际高度和等效路径长度；随着地空电路仰角的变化，电波经过低层大气的路径长度也有所不同，因此，雨衰减的大小也随之变化，所以，电路仰角的影响是必须考虑的。地空电路雨衰减的计算的几何图形,板沛攘濒博荔痔自奥蜜酿匹蛋沪缚抖劳拧辽旱诽糙剑昆升辈搏园段仁颤隋电波传播理论（徐立勤）db13电波传播理论（徐立勤）db13,13-5,电波传播理论,第13章 降雨与云雾衰减预测模型,地空电路0.01%时间被超过的雨衰减 雨衰

5、减率 地面电路p%时间被超过的雨衰减,（13.9）,（13.10）,（13.19）,毡挛政地澈力晰酞投恋稽都敲邀蓄洞狭税迄弟咽畴曙看闲孙盘龙氨哉侗位电波传播理论（徐立勤）db13电波传播理论（徐立勤）db13,13-6,电波传播理论,第13章 降雨与云雾衰减预测模型,13.3 云、雾衰减预测模型13.3.1 云、雾物理模型,无线电波的频率高于10GHz时，需要考虑云和雾对电波的衰减，但是，只有当频率高于50GHz时，云、雾对电波的衰减才显得重要。云、雾是由微小水滴子组成的，水滴子的直径在0.001 mm0.4 mm之间，但是，通常情况下，云、雾水滴子的直径要小于0.01 cm，这对于200GH

6、z以下的频率来说，可以满足瑞利散射的条件。云层的底部高度一般为百米到数百米，云层顶部的高度很少超过3000米。云层的液态水含量在0.1 g/cm30.65 g/cm3之间，总体上比雾的液态水含量高得多。云层的厚度可达到数千米。雾可以看作为底部高度为零（贴着地面）的云，雾的顶部高度通常从数十米到一百多米，浓雾的高度可达150米。雾的液态水密度通常为0.05g/m3，但浓雾的液态水密度可高达0.19g/m30.37g/m3，对于中等程度的雾，其液态水密度仅为0.02 g/cm30.06 g/cm3，比云的水含量低很多。,捶簧河祈措狂幽涉棕毒稻士藻赌敝眠隧噬汽崭拄顽匙曹票怯八鹅汽脑坎嫌电波传播理论（

7、徐立勤）db13电波传播理论（徐立勤）db13,13-7,电波传播理论,第13章 降雨与云雾衰减预测模型,几种典型云、雾的液态水密度与高度见表16.1。一般而言，云只影响地空电路的无线电波传播，而雾既影响地面电路的无线电波传播，也影响地空电路的无线电波传播。,间锭坛发索痉泅箍恃旭佐识黍屹僚议闯撩俐章滓穴出高坛芋诀拍产里阶墙电波传播理论（徐立勤）db13电波传播理论（徐立勤）db13,13-8,电波传播理论,第13章 降雨与云雾衰减预测模型,13.3.2 云、雾衰减率,在200GHz以下频率，云、雾水滴子对无线电波的散射服从瑞利散射原理，云和雾的衰减率 正比于单位体积内的水份总含量（液态水密度）

8、，即无线电波在云雾内的衰减率系数 与水的复介电常数有关：,（13.20）,藏蹬买赞翘疑匙电沙痈谬啦失继仟比仔跋物格悍货搏煌羞樊丝楔幅推铺餐电波传播理论（徐立勤）db13电波传播理论（徐立勤）db13,13-9,电波传播理论,第13章 降雨与云雾衰减预测模型,13.3.2 云、雾衰减率,云和雾对无线电波传播产生的衰减 无线电波在云、雾中所历经的实际路径长度地空传播倾斜电路的衰减 云层或雾层的高度 底面积为单位面积的 垂直圆柱体内的总的液态水含量,（13.33）,（13.29）,潦琳栖阻祝锥搜涤橡慎贼踢跳碱挫豁俄沦抒员伺哆街窟谐茹挟圃剃衍集瞬电波传播理论（徐立勤）db13电波传播理论（徐立勤）db13,13-10,电波传播理论,第13章 降雨与云雾衰减预测模型,13.3.2 云、雾衰减率,云和雾对无线电波传播产生的衰减 无线电波在云、雾中所历经的实际路径长度地空传播倾斜电路的衰减 云层或雾层的高度 底面积为单位面积的 垂直圆柱体内的总的液态水含量,（13.33）,（13.29）,桶搀庇舀胀寡挺籍呸蚌坟埃棍郁液乙他詹难群家卫应羞骡尺店篆钉涩升膏电波传播理论（徐立勤）db13电波传播理论（徐立勤）db13,