通信电波传播的衰落特性主要指的是在无线电波传播过程中,接收信号电平(或幅度)随时间、频率或空间位置的不规则变化。这种变化对传输信号的质量和传输可靠度都有很大的影响,严重的衰落甚至会导致通信中断,以下是电波传播衰落特性相关内容:
一、衰落类型
按时间变化分类:
快衰落:在足够短的时间间隔内(如几秒、几分钟内)接收信号电平的快速变化。这种衰落主要由多径传输引起,具有很强的频率与空间选择性。
慢衰落:短期信号电平中值(如几分钟中值、日、月、年中值等)在较长时间间隔内的变化。慢衰落主要由传输媒质结构的变化引起,如大气折射、大气湍流、大气层结等平均大气条件的变化,通常与频率关系不大,而主要与气象条件、电路长度、地形等因素有关。
按频率和空间变化分类:
频率选择性衰落:传输信道对信号不同的频率成分有不同的随机响应,信号中不同频率分量衰落不一致,引起信号波形失真。
空间选择性衰落:信号幅度随空间位置的变化而起伏,这主要是由于多径传播中不同路径的电磁波在接收点叠加时产生的相位差和幅度差导致的。
其他类型:
极化衰落:当电波在传播过程中由于极化发生变化而产生的衰落。例如,在电离层中传播时,由于地磁场的作用,电波会分成两个椭圆极化波,当电离层的电子密度变化时,椭圆极化波时刻改变极化椭圆主轴的取向,从而导致接收信号发生极化衰落。但这种衰落的出现机会比多径衰落小得多。
二、衰落成因
多径干涉:多条射线的相互干涉是最常见的也是最重要的衰落成因。这些射线可能由于地面、大气不均匀层或天线附近的地形地物的反射,也可能由于电离层多次反射、电离层中的寻常波和非常波或天波和地波的同时出现。
非正常衰减:如降水衰减和次折射引起的绕射衰减。降水衰减是由于雨滴对电磁波的散射和吸收作用造成的;次折射引起的绕射衰减则是由于发射点和接收点之间的直射线弯曲而被地面阻挡所形成的。
三、衰落特性描述参数
衰落深度:信号电平瞬时值与中值(或自由空间电平值)之差,表征衰落的严重程度。
衰落率:每秒钟瞬时值超过中值的次数除以二,或单位时间内信号幅度自上而下通过某给定值的次数,表征衰落的频繁程度。
衰落持续时间:信号幅度低于其给定值的持续时间。