无线电波传播 原理与应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

电磁波的发现 1

电磁频谱与无线电频谱 2

无线电波的属性与传播效应 4

无线电波的应用与无线电通信业务 7

无线电通信系统的设计与无线电兼容分析 8

第2章 电磁场理论基础 10

麦克斯韦方程组 10

电磁场波动方程 11

波动方程的解 12

平面波、球面波、等相面 12

波速、相对介电常数、波长、周期 13

自由空间传播 14

自由空间 14

自由空间接收点功率通量密度 15

自由空间接收场强 15

自由空间接收电平 16

费涅尔区和费涅尔半径 16

电磁波的极化 18

椭圆极化波 19

圆极化波 19

线极化波 19

参考文献 20

第3章 无线电波传播环境：无线电气象与地面电磁特性 21

地球大气、地面与无线电波传播 21

对流层 21

同温层（平流层） 22

电离层 22

下贴面 22

无线电气象研究的一般内容 23

对流层气象的统计特性 23

温度 23

气压 24

湿度 24

折射指数与折射率、修正折射指数与修正折射率 25

折射率沿高度的分布模型 26

国际折射率参考模型 26

中国折射率参考模型 26

近地面折射率梯度模型 26

中国大陆地区无线电气候的特征［2、8、10］ 27

降雨特性 28

云、雾特性［2］ 29

沙暴和沙尘特性［2］ 29

地面一般特性 30

陆地地形分类 30

陆地环境和地貌分类 30

海面分类 31

地面电气特性 31

参考文献 33

第4章 大气折射 34

准均匀介质与射线 34

无线电波在球面分层大气中的折射［1、2、3、4、5］ 35

球面分层大气中的斯奈尔定律 35

射线描迹 35

射线弯曲 36

波速、时延、无线电距离 37

多普勒频移误差 37

大气折射的近似计算 38

球面分层大气中的射线曲率和曲率半径 39

等效球面地球及其应用限制［4］ 40

球面分层均匀线性大气 40

等效地球半径和等效地球半径因子 40

等效球面地球的应用限制 42

等效平面地球及其应用限制［4］ 42

等效平面地球 42

等效平面地球的射线曲率和曲率半径 43

等效平面地球法的应用限制 44

不同大气状态下的射线与等效地面 44

真实地球上球面分层线性大气中的射线 44

等效球面地球上均匀大气中的射线 45

等效平面地球上平面分层线性大气中的射线 46

参考文献 47

第5章 地面反射 49

镜反射和漫反射 49

地反射的几何参数 51

等效反射平面与等效高度 52

地反射线的掠射角 52

地反射射线的出射角和到达角 53

直接射线的出射角和到达角 53

反射点的位置和反射面的费涅尔区 53

费涅尔反射系数 55

球面反射的扩散系数 57

等效反射系数、有效反射系数与反射损耗 58

等效反射系数 58

有效反射系数 59

场的叠加、相干和非相干 60

地反射线和直接射线之间的程差与时延 60

地反射损耗 61

参考文献 61

第6章 地面障碍物的绕射［1］ 62

地形、地面覆盖物对无线电波的阻挡 62

站点的地理位置、地形剖面与地球凸起 63

传播电路余隙与电路的几何参数 64

电路距离 64

电路的方位角 65

电路余隙 65

相对电路余隙 66

半无限吸收屏绕射场的波动解 67

半无限吸收屏绕射的波动解［1］ 67

必要的电路余隙 69

半无限吸收屏绕射损耗的近似表达式 70

半无限吸收屏绕射损耗的线性表达式 70

半无限导体屏绕射的谱理论［4、5、1］ 71

半无限导体屏绕射的求解 71

半无限导体屏绕射场解的物理意义 73

半无限导体屏绕射场在反射边界和阴影边界的连续性 73

半无限导体屏绕射场的几何光学解 74

地面电路半无限屏绕射场的几何光学解［1］ 75

地面电路半无限屏绕射场的几何光学解 75

几何光学解与波动解的一致性［1］ 77

几何光学解与波动解近似公式的一致性［13］ 78

几何光学近似条件的定量表达［13］ 79

地面电路多屏绕射场和绕射损耗的几何光学解［13］ 80

二屏绕射损耗的几何光学解 80

三屏绕射损耗的几何光学解 81

多屏绕射损耗的几何光学解 82

地面电路多障碍屏绕射直观处理方法与几何光学解 83

光滑球面绕射损耗的计算及其他形状的障碍物 85

绕射损耗的经验预测模型［1、11、12］ 86

实用的绕射障碍物分类 86

绕射损耗的实验测试方法 87

损耗—高度曲线与绕射损耗曲线 88

经验的绕射损耗预测模型 89

参考文献 90

第7章 大气气体吸收损耗 92

大气成分 92

大气吸收的物理过程 93

氧气吸收 95

水汽吸收 97

参考文献 98

第8章 无线电波传播的概率统计理论 99

随机变量与统计规律 99

均匀分布 101

二项式分布 102

正态分布 103

瑞利分布 105

场强幅度的分布 105

接收电平的概率分布 107

衰落深度的概率分布 108

Nakagami-Rice分布（I0分布） 109

Nakagami分布与伽马分布 111

以分贝表示的接收电平的分布 111

接收点场强的概率分布 112

相对接收功率的概率分布：伽马分布 113

单边高斯分布与麦克斯韦分布 114

概率统计与直方图 115

参考文献 116

第9章 接收信号的衰落 117

衰落与通信可靠度 117

衰落的基本概念 119

衰落的特性参数 119

衰落的机理 123

衰落的统计描述 124

绕射衰落 124

地反射衰落及其克服办法 126

多径衰落 127

固定和移动通信中的多径衰落 127

多径传播时的传输函数与多径时延 128

平衰落储备与净衰落储备 129

克服衰落影响的措施 129

空间分集 130

频率分集 131

自适应均衡技术 131

参考文献 131

第10章 自由空间与地反射理论传播模型 133

自由空间传播模型［1］ 133

地面反射理论传播模型［1］ 134

反射点离发射站和接收站的水平距离 134

入射线和地反射线的作图 136

地面反射区的第一费涅尔椭圆 136

地面反射系数 137

地反射损耗 138

平地模型 139

理想平地模型 139

修正平地模型（BULIN-GTON模型）［3］ 139

精确的二射线模型［1］ 140

理想光滑平坦地面的理论传播模型 142

参考文献 143

第11章 绕射损耗预测模型 144

刃峰绕射模型 144

球形地面绕射模型 146

球面地球绕射损耗的近似表达式 146

计算距离项 146

天线高度增益项 147

圆柱形障碍的绕射损耗 148

双孤立刃型障碍绕射损耗 148

交替法 149

主障碍法 150

UTD劈形障碍绕射损耗预测模型 150

经验绕射损耗预测模型［1、8、9、10、11、12］ 153

参考文献 154

第12章 大气吸收与散射损耗预测模型 156

地面电路大气吸收模型 156

地空电路大气吸收模型 157

对流层散射损耗预测模型 158

对流层散射基本传输损耗 159

气象参数和大气结构参数 159

散射角（电路角距离）计算 160

与公共散射体积高度相关的损耗 160

时间变换因子 161

天线口径与介质耦合损耗 161

气候区的选择 161

参考文献 163

第13章 降雨与云雾衰减预测模型 164

地面电路雨衰减 164

地面电路0.01％时间被超过的雨衰减 164

地面电路p％时间被超过的雨衰减 165

地空电路雨衰减 165

地空电路0.01％时间被超过的雨衰减 166

地空电路p％时间被超过的雨衰减 167

云、雾衰减预测模型［1、5］ 168

云、雾物理模型 168

云、雾衰减率 169

云、雾衰减预测模型 170

参考文献 170

第14章 移动通信传播损耗统计预测模型 172

Okumura-Hata传播模型 172

ITU传播模型 174

COST231模型 176

模型基本参数的定义 176

视距情况的基本传输损耗 177

非视距情况的基本传输损耗 177

本模型的适用条件 178

各项参数的影响 178

试算数据与结果 182

COST231-HATA模型［6、9］ 183

Egli模型 184

ITU-RREC.P.370和ITU-RREC.P.529模型 184

Lee（李建业）宏蜂窝模型 186

参考文献 187

第15章 移动通信传播损耗本地化统计模型［1］ 188

决定性模型与统计模型 188

基本模型的选择 188

路测实施与测试数据结构 190

传播模型的本地化 190

最小二乘法 191

参考文献 192

第16章 微小区与室内传播预测模型 194

ITU-R微蜂窝传播模型 194

视距传播模型 195

越过屋顶的非视距传播模型 197

拐过街角的非视距传播模型 199

默认值 200

一个新的微微蜂窝视距传播模型[6］ 201

多个传播模型的比较与结论 201

室外视距传播模型的建立 203

新模型与其他模型的比较 204

Lee微蜂窝传播预测模型 204

室内传播模型 205

ITU-R室内传播模型 205

Keenan-Motley模型 206

建筑物与人体的影响 207

建筑物外墙的穿透损耗 207

建筑物内墙的穿透损耗 207

管道衰减[15］ 207

街道走向修正 208

人体损耗 209

参考文献 209

第17章 地面固定和移动通信衰落预测模型 211

地面固定业务多径衰落预测模型 211

反射电路的衰落深度预测[3］ 212

无地反射电路的衰落深度预测 214

正常基本传输损耗与正常接收电平 214

衰落储备预测 215

移动通信衰落预测模型 215

地空电路上电离层传播引起的衰落 216

电离层传播效应 216

地空电路几何参数 217

电离层闪烁衰落预测模型 218

参考文献 221

第18章 航空移动、海上移动与雷达定位业务传播预测模型 222

航空移动业务传播预测模型 222

传播模型 222

主要已知参数 222

基本传输损耗数据与曲线 223

基本传输损耗数据表 224

查数据表 225

基本传输损耗内插值 226

场强与基本传输损耗 227

软件逻辑流程框图 227

附：航空移动业务基本传输损耗数据表 228

海上移动业务传播预测模型 235

传播模型 235

需要输入的参数 235

基本传输损耗数据与曲线 237

数据表 238

电路距离与方位角 239

查表与内插求场强 239

时间内插 240

气候、移动台天线高度和地点百分数等修正项计算 240

附：海上移动业务场强数据表 242

雷达定位业务自由空间传播模型 250

参考文献 251

第19章 无线广播业务传播预测模型 252

30～1000MHz广播业务传播模型 252

输入参数 252

做数据表 253

电路距离计算 254

距离与高度内插 254

场强的时间内插 255

各修正项的计算 255

地点百分数修正项 257

计算场强 258

附录19-1：3～1000MHz广播场强数据表 259

1～3GHz广播业务传播模型［3］ 264

输入参数 264

电路距离和方位角计算 266

参考场强查表 266

距离内插与地形余隙角修正 266

T％时间的场强 267

L％地点的场强 268

基本传输损耗 268

真实场强 268

附录19-2：1～3GHz广播业务场强数据表 268

参考文献 274

第20章 卫星通信业务传播预测模型 275

地空通信中的对流层传播效应模型［1］ 275

参数定义 276

地空电路的几何参数：仰角、方位角、电路距离 276

对流层闪烁衰落 277

波束扩散损耗 278

站址分集改善系数与分集增益 279

卫星海上移动业务中的海面反射引起的衰落 280

卫星航空移动业务中地面与水面反射引起的衰落 283

卫星陆地移动业务中地面树木和建筑物的遮蔽效应 285

路边树遮蔽传播模型 285

路边建筑物遮蔽传播模型 287

手持终端的用户身体阻挡 289

地形引起的多径衰落模型 290

混合传播条件的衰落统计模型 292

当地局部环境的影响 294

建筑物进入损耗 294

汽车进入损耗 295

参考文献 295

中英文名词对照表 296