通信无线电波的传播特性是多种多样的,包括直射、反射、折射、散射和衍射等多种传播方式以及能量扩散与吸收、干涉与多径效应、绕射能力等传播特性,无线电波的传播特性主要包括以下几个方面:
1. 传播方式
直射:无线电波沿直线路径传播,这是无线电波在自由空间中传播的基本方式。
反射:无线电波遇到障碍物(如地面、建筑物、电离层等)后,会按入射角等于反射角的规律发生反射。这种反射现象使得无线电波能够绕过障碍物或改变传播方向。
折射:无线电波在不同介质(如空气、水、土壤等)的交界面上传播时,会发生传播方向的改变,即折射。折射现象受介质性质(如密度、导电性等)和电波频率的影响。
散射:无线电波在遇到粗糙表面或小颗粒物体时,会向各个方向散射。散射现象使得无线电波能够在复杂环境中传播,但也可能导致信号衰减和干扰。
衍射:无线电波在遇到障碍物边缘时,会发生弯曲传播的现象,即衍射。衍射使得无线电波能够绕过障碍物边缘,继续向前传播。
2. 传播特性
能量扩散与吸收:当无线电波离开天线后,会向四面八方扩散。随着传播距离的增加,无线电波的能量分布在越来越大的面积上,导致单位面积上的能量逐渐减弱。同时,无线电波在传播过程中还会受到介质吸收的影响,导致能量进一步衰减。
干涉与多径效应:由同一无线电波源产生的电磁波,经过不同的路径到达接收点时,会发生干涉现象。不同路径的电波在接收点合成后,会形成新的电场强度。当各路径电波的相位相同时,合成场强最大;反相时,合成场强最小。这种干涉现象也称为多径效应,它会影响无线电信号的接收质量。
绕射能力:无线电波在传播过程中具有一定的绕射能力,能够绕过高低不平的地面或有一定高度的障碍物后继续传播。绕射能力与无线电波的波长和障碍物的几何尺寸有关。一般来说,波长越长,绕射能力越强;波长越短,绕射能力越弱。
3. 传播距离与频段
不同频段的无线电波具有不同的传播特性和传播距离。例如,极长波到中波主要沿地球表面进行传播,其传播衰耗小、绕射能力强,但受雷电影响大、传输带宽窄;短波主要靠电离层反射传播,传播距离可达几千公里,但受电离层变化、太阳耀斑和磁暴影响大;超短波和微波则主要以直线视距传播为主,传播稳定但受地形、地物及雨雪雾影响大。