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無線局域網(wǎng)基礎知識：地面反射對微波傳播的影響

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在微波的傳輸過程中，除了大氣，氣候?qū)ζ鋫鞑ギa(chǎn)生影響以外，地面的影響也是較大的，主要表現(xiàn)在這幾方面：

樹林，山丘，建筑物等建筑物能夠阻擋一部分電磁波的射線，從而增加了損耗；平滑的地面和水面可以將一部分的信號反射到接收天線上，反射波與入射波疊加后，有可能相互抵消而產(chǎn)生損耗；有些時候地面上沒有明顯的障礙物，此時主要是反射波對直射波產(chǎn)生的影響，反射是電平產(chǎn)生衰落的主要因素 。

地面反射的影響（一）

無線電波在傳輸過程中，我們都認為自由空間是均勻的介質(zhì) 。然而實際上，電磁波傳輸?shù)膶嶋H介質(zhì)是大氣層，而大氣是在不斷變化的，這種變化對微波的傳輸會產(chǎn)生影響的，非凡是距地面約10km以下的被稱為對流層的低層大氣層對微波的傳輸影響最大 。因為對流層集中了大氣層質(zhì)量的3/4，當?shù)孛媸芴栒丈錅囟壬仙龝r，地面放出的熱量使低層大氣受熱膨脹，因而造成了大氣的密度不均勻，于是產(chǎn)生了對流運動 。在對流層中，大氣成分，壓強，溫度，濕度會隨著高度的變化而變化，會使得微波產(chǎn)生吸收，反射，折射和散射等影響 。

大氣吸收衰減
我們知道，任何物體都是由帶電的粒子組成，這些粒子都有其固定的電磁諧振頻率 。當通過這些物質(zhì)的電磁頻率接近這些諧振頻率時，這些物質(zhì)對微波就會產(chǎn)生共振吸收 。大氣中的分子具有磁偶極子，水蒸氣分子具有電偶分子，它們能從微波中吸收能量，使微波產(chǎn)生衰減 。

一般說來，水蒸氣的最大吸收峰在λ=1.3cm處，氧分子的最大吸收峰則在λ=0.5cm處 。對于頻率較低的電磁波，站與站之間的距離是50km以上時，大氣吸收產(chǎn)生的衰減相對于自由空間產(chǎn)生的衰減是微不足道的，可以忽略不計 。

雨霧衰減

由于雨霧中的小水滴會使電磁波產(chǎn)生散射，從而造成電磁波的能量損失，產(chǎn)生散射衰減 。一般來講，10GHz以下頻段雨霧的散射衰耗并不太嚴重，通常50km兩站之間只有幾分貝 。但若在10GHz以上，散射衰耗將變得嚴重，使得站與站之間的距離受到散射的限制，通常只有幾公里 。

地面反射的影響（二）

根據(jù)惠更斯-費涅耳原理，在電波的傳輸過程中，波陣面上的每一點都是一個進行二次輻射的球面波的波源，這種波源稱為二次波源 。而空間任一點的輻射場都是由包圍波面的任意封閉曲面上各點的二次波源發(fā)出的波在該點相互干涉，疊加的結(jié)果 。顯然，封閉曲面上各點的二次波源到達接收點的遠近不同，這就使得接收點的信號場強的大小發(fā)生變化，為了分析這種變化我們引入費涅耳區(qū)的概念 。

由圖可見r1 r2-d就是反射波和直射波的行程差Δr=nλ/2 。顯然當Δr是半波長的奇數(shù)倍時，反射波和直射波在R點的作用是相同的且是最強的，此時的場強得到加強；而Δr為半波長的偶數(shù)倍長時，反射波在R點的作用是相互抵消的，此時R點的場強最弱 。我們就把這些n相同的點組成的面稱為費涅耳區(qū) 。費涅爾區(qū)的概念對于信號的接收，檢測，判定有重要的意義 。
費涅耳區(qū)

對流層對電波的影響

我們知道，電磁波在自由空間中的傳播速度是v＝c＝30萬公里/秒 。在真實的大氣中，電波在自由空間中的傳播速度c與在大氣中的傳播速度之比被稱為折射率 。折射率受大氣壓力，溫度，濕度的不同而會變化 。由于大氣的折射作用，實際的電波不再是按直線傳播，而是按曲線傳播，根據(jù)折射效果的不同可以分成正折射，負折射和無折射 。正折射有可以分成標準折射，臨界折射和超折射 。

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