电波传播的基本应用

如题所述

第1个回答  2016-05-30

电波传播在无线电系统中的应用非常广泛,几乎所有的无线电系统都要涉及电波传播问题,都要利用电波传播的规律以及有关公式、图表、数据和资料等。早期的电波传播研究就是为了建立和改善无线电通信而开展起来的。随着电子技术的发展,电子系统工程日新月异,提出各种各样的电波传播问题。正是这些实际应用中的问题,成了电波传播研究的出发点和动力,促使电波传播研究向前发展。反过来,电波传播每一新的发现和进展,也都为电子系统工程开辟新的技术途径。电波传播对电子系统工程起着技术基础的作用。
电子系统工作频段需要根据系统技术指标和电波传播特性来选择。以水下潜艇通信为例,为了要使无线电信号穿过海水而不遭受太大的损耗,只能选用在海水中吸收损耗小的超长波或更长的波段。超远程精密导航系统选用长波和超长波,就是因为这样的电波沿地面的传播衰减很小,而且相位和幅度都相当稳定。短波可以有效地经电离层反射达到数千、上万公里的距离,与长波、超长波相比较,传输容量较大,天线方向性也较强,所以,远距离的通信、广播、航海移动通信、还有超视距雷达等,都常用这一波段。然而,大容量、高质量和高可靠度的无线电通信和高分辨率雷达等,却必须使用超短波、微波、毫米波甚至波长更短的波。
电子系统必须考虑的另一电波传播问题是传播衰减预计。通信、广播和导航系统,必须有足够的辐射功率,以便经过传播的波在接收端能够保证有足够的信噪比,为此就需要预计单向传播衰减。雷达系统则必须预计双向传播衰减和目标散射截面。为使所有的电子系统都能互不干扰地工作,每一无线电发射系统还应保证不干扰其他系统,这又需要预计干扰场强。
电子系统的电路设计在很大程度上是电波传播条件设计。如通信站址选择、天线架设高度和仰角的确定以及如何采取有效的分集接收措施以减轻衰落等,都要根据电波传播规律来进行。另外,系统设备的设计还要适应传播信道的特性。例如,传输容量或传输速率都不能超过传播信道所容许的限度。
在雷达系统方面,除传播衰减或作用距离外,杂散回波、地面反射和大气折射效应等也都应该加以考虑。杂散回波如地形地物回波,海浪回波,云、雨回波以及飞鸟、飞虫回波等会影响目标检测;地面反射造成的虚目标可能引起错误跟踪;大气折射引起目标视在位置与真实位置之间的误差,如仰角误差、距离误差、高度误差和方位角误差等。为了达到精确定位,这些因素都须根据传播特性而加以抑制、消除或修正。低仰角跟踪情况尤其如此。在遥感技术方面,电波在各种粗糙面及其覆盖层的散射特性,是正确处理和解释数据必不可少的知识,其中包括各种农作物、森林、水面以及水面污染等的后向散射截面和谱特性等。
电波传播在大气物理等方面的应用,主要有两种方式:①直接利用传播媒质探测研究结果,如大地电特性、降水特性、对流层结构和电离层结构等;②利用电波传播规律,给出大气物理过程等的传播效应,从而寻求大气物理过程等的无线电探测和分析方法。例如,电离层非相干散射雷达探测,就是基于强大的电磁波与电离层中处于热运动状态的电子和离子的相互作用,以及包含在散射信号中有关电子和离子的浓度、温度和成分等信息。

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