【射頻微波】什麼是視距傳播?

1 視距傳播:

視距傳播- (line-of-sight propagation,LOS propagation)是指在發射天線和接受天線間能相互“看見”的距離內,電波直接從發射點傳播到接收點(一般要包括地面的反射波)的一種傳播方式。視距傳播的距離一般為20~50Km,主要用於超短波及微波通信。

  • 中文名: 視距傳播
  • 外文名:line-of-sight propagation
  • 簡稱:LOS propagation
  • 距離:20~50Km
  • 主要用於: 超短波及微波通信
  • 第一類直射波傳播

短波通信也被稱為高頻(HF)通信,是指利用波長為10-100m(頻率為3~30MHz)的電磁波進行的無線電通信。

微波是指頻率為300MHz~300GHz(波長1m~1mm)的電磁波。電磁波的繞射能力與其波長有關,波長越短繞射能力越差。由於微波波長短,繞射能力弱,且不受大氣層和電離層的反射,因此信號的傳輸主要是利用微波在視線距離內的直線傳播,又稱為視距傳播。

LOS kit

2、視距傳播的分類及應用

按傳播方式不同,視距傳播可分為以下2類:

第一類是直射波傳播,由發射天線輻射的電波,像光線一樣按直線行進,直接傳到接收點的傳播方式。

第二類是大地反射波傳播,由發射天線發射、經地面反射到達接收點的傳播方式。

視距傳播是上述兩種傳播方式的統稱,在接收點接收的電波一般是直射波與大地反射波的合成。

按照收、發兩端所處的空間位置不同,視距傳播情況大體上可分為3類:

第一類是指地面上的視距傳播,例如無線電中繼通信、電視廣播以及地面上移動通信等;

第二類是指地面與空中目標如飛機、通信衛星之間的視距傳播;

第三類是指空間通信系統之間的視距通信,如飛機之間、宇宙飛行器之間等。

3、為什麼要驗證微波鏈路是否具有清晰的視線?

1)遠距離地面微波中繼通信

地面上的遠距離微波通信,採用中繼的方式,直接原因有2個:首先,因為微波波長短,具有視距傳播特性,且地球表面是球型曲面,如果在地面進行微波通信,就必須把天線架設到一定的高度,使發射天線和接受天線之間沒有物體阻擋,彼此可以“互視”,在天線高度不變的情況下,當通信距離超高一定的數值時,電磁波傳播將受到地球自身曲面的阻擋,為了進行遠距離通信,就要採用中繼的方法。其次,因為微波傳播有損耗,隨著通信距離的增加信號衰減,有必要採用中繼方式對信號逐段接收、放大後發送給下一段,以延長通信距離。

2)地表障礙物對微波視距傳播的影響

地面障礙物如丘陵、山頭、樹林和高大的建築物等會阻擋電磁波視距傳播的地物。與自由空間傳播相比,地表障礙物對微波視距傳播的影響表現為引入了阻擋損耗。

在自由空間中,從波源T點輻射到R點的電磁能量最主要是通過第一菲涅爾區傳播的,只要第一菲涅爾區不被阻擋,就可以獲得近似自由空間的傳播條件。為了提高傳輸方向性,微波接力通信使用的拋物面天線,它的傳輸主要能量集中在第一菲涅爾區內,為保證系統正常通信,收發天線架設高度要滿足使它們之間的障礙物遮擋盡可能不超過其第一菲涅爾區的20%,否則電磁波多徑傳播就會產生不良影響,導致通信質量下降,甚至中斷。

清晰的視線對於長距離微波點對點鏈接性能至關重要。確保建議的鏈接路徑具有清晰的視線並且沒有任何物體會干擾信號非常重要。任何意外的性能問題都可能導致新的支出,並在以後導致網絡拓撲發生必要的更改。即使遠程站點看似可見,無線電視線也可能會受到所謂菲涅爾區(Fresnel Zone)內物體的影響,菲涅爾區是緊接視覺鏈接路徑的橢圓區域,其寬度隨鏈接距離和頻道的變化而變化。例如,如果堅硬的物體(例如山脊或建築物)離信號路徑太近,則它可能會降低無線電信號的強度,即使障礙物沒有遮擋,也無法實現計劃的接收信號電平直接的視線。因此,在設計鏈接路徑時,必須計算並考慮菲涅爾區域的必要間隙。