航天公开课电波传播方式思维导图

无线电波通过多种传播方式从发射天线到接收天线

主要有自由空间波、对流层散射波、天波和地波

地表面波传播就是电波沿着地球表面到达接收点的传播方式

电波在地球表面上传播，以绕射方式可以到达视线范围以外

地面对表面波有吸收作用，吸收的强弱与电波的频率、地面的性质等因素有关

天波传播就是自发射天线发出的电磁波，在高空被电离层反射回来到达接收点的传播方式

电离层对电磁波除了具有反射作用以外，还有吸收能量与引起信号畸变等作用

其作用强弱与电磁波的频率和电离层的变化有关

空间波沿直线传播，当发射以及接收天线架设得较高的时候，在视线范围内

电磁波直接从发射天线传播到接收天线，另外还可以经地面反射而到达接收天线

所以接收天线处的场强是直接波和反射波的合成场强，直接波不受地面影响

地面反射波要经过地面的反射，因此要受到反射点地质地形的影响

空间波在大气的底层传播，传播的距离受到地球曲率的影响

收、发天线之间的最大距离被限制在视线范围内，要扩大通信距离，就必须增加天线高度

一般来说，视线距离可以达到50km左右

空间波除了受地面的影响以外，还受到低空大气层，即对流层的影响

移动通信中，电波主要以空间波的形式传播，类似的还有微波传播

散射传播就是利用大气层对流层和电离层的不均匀性来散射电波

使电波到达视线以外的地方,对流层在地球上约16km高度处，是异类介质

反射指数随着高度的增加而减小,大气对流层中，除了有规则的片状或层状气流外

还存有不规则的类似于水流中漩涡的不均匀体

相应地，在电离层中则有电子密度的不均匀性

当天线辐射出去的电波，投射到这些不均匀体的时候，类似于光的散射和反射现象

电波发生散射或反射，一部分能量传播到接收点的这种传播称为散射传播

这种通信方式的通信距离可达300～800km，适用于无法建立微波中继站的地区

例如，用于海岛之间和跨越湖泊、沙漠、雪山等地区

但是，由于散射信号相当微弱，所以散射传播接收点的接收信号也相当微弱

即传播损耗很大，这样，散射通信必须采用大功率发射机、高灵敏度接收机和高增益天线

外层空间传播就是无线电在对流层和电离层以外的外层空间中的传播方式

这种传播方式主要用于卫星或以星际为对象的通信中

以及用于空间飞行器的搜索、定位和跟踪等

由于电磁波传播的距离很远，且主要是在大气以外的宇宙空间内进行

而宇宙空间近似于真空状态，因而电波在其中传播时，它的传输特性比较稳定

我们可以把电波穿过电离层外面的空间传播，基本上当作自由空间中的传播来研究

至于电波在大气层中传播所受到的影响，可以在考虑这一简单的情况的基础上加以修正