高中物理 第4章 电磁波及其应用无线电传输途径对传输的影响

高中物理 第4章 电磁波及其应用无线电传输途径对传输的影响

无线电传输途径对传输的影响 无线电波实际上是在各种空间场所内(如沿地表面，电寓层等)传播的。在传播过程中， 各种媒质必然要对所传输的电信号产生影响。此外，由于某些媒质的电参数具有明显的 随机性，使得通过它传输的电信号也是一个随机信号，故必须考虑实际媒质对电波传播 的影响。 1.传输损耗 无线电波在媒质中传播是有能量损耗的。这种能量损耗可能由于大气层对电波的吸收或 散射引起，也可能由于电波绕过球形地面或障碍物的绕射而引起。这些损耗都会使收信 点的场强小于发信点的场强。 2.衰落现象 所谓衰落，一般是指信号电平随时间的随机起伏。它一般分为吸收型衰落和干涉型衰落 两种。 (1)吸收型衰落它是指衰落主要是由于传输媒质电参数的变化，使得信号在媒质中的衰 减发生相应的变化而引起的(例如水汽、雨雪等都对无线电波能量有吸收作用)。由于天 气情况是随机的，则吸收强弱也有起伏，形成信号的衰落。 (2)干涉型衰落主要是由随机多径干涉现象引起的。在某些传播方式中，收、发两点之 间信号有去干条传播途径，由于传输媒质的随机性，使得到达收信点的各条途径的时延 随机变化，则合成信号的幅度和相位都发生随机起伏。信号的衰落现象严重地影响电波 传播的稳定性和通信系统可靠性。 3．传输失真 无线电波通过媒质传输还会产生失真(振幅失真和相位失真)。产生失真原因一般有两 个：一是多径传输效应，另一是媒质的色散效应。 (1)多径传输效应多径传输会引起信号畸变。这是因为无线电波在传播时通过两个以上 不同长度的途径到达收信点，收信天线检拾的信号是几个不同途径传来的电波场强之 和。由于途径长度有差别，它们到达收信点的时间延迟不同，若多径时延过大，则会引 起较明显的信号失真。 (2)色散效应它是由于不同频率的无线电波在媒质中的传播速度有差别而引起的信号失 真。载有信息的无线电信号总占据一定频带，当电波通过媒质传播到达收信点时，由于 各频率成分传播速度不同而不能保持原信号中的相位关系，引起波形失真。 4．干扰与噪声影响 任何一个收信系统的最小可用信号电平是由系统的噪声(又称噪音)电子决定的。尤其在 发信功率受限制的情况下，由于无线电波传输损耗较大，信号很微弱，此时噪声对无线 电信号接收有非常重要的影响。 噪声可分为三类 （1）热噪声它是由导体中带电粒子在一定温度下的随机运动引起的。 （2）串噪声它是由调制信号通过失真元件引起的。 （3）干扰噪声它是由本系统或其它系统在空间传播的信号或干扰引起的，这主要指环 境噪声的干扰。 当载有信息的无线电波在信道中传播时，由于信道内存在着许多电磁波源，它辐射的电 磁波占据极宽的频带并以不同的方式在空间传播。这些电磁波对这一通信系统而言，就 称为环境噪声干扰或外部干扰。环境噪声的来源是多方面的，可分为人为噪声干扰和自 然噪声干扰，前者包括通信电子干扰和各种电气设备产生的干扰，后者则包括天电干扰， 大气干扰等。