電波傳播理論（徐立勤）b0204011s電波傳播理論

1、電波傳播理論課程編號: 開課學(xué)院: 課程類別:b0204011s電子科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè)課學(xué) 分: 課內(nèi)學(xué)時: 課程性質(zhì):232必修注：課程類別是指通識基礎(chǔ)課/學(xué)科基礎(chǔ)課/專業(yè)基礎(chǔ)課/專業(yè)課/；課程性質(zhì)是指必修/限選/任選一、課程的性質(zhì)和目的課程性質(zhì)：本課程電子信息與通信類專業(yè)研究無線通信系統(tǒng)的學(xué)生的一門重要的專業(yè)課，是無線電 技術(shù)學(xué)科屮重要的基礎(chǔ)課。目的：本課程將介紹電磁波傳播的基本理論,并以此為基礎(chǔ)重點討論電磁波在不同頻段的傳播特性, 介紹它們在無線電工程實際的應(yīng)用。通過本課程的學(xué)習(xí)，將使學(xué)生較為完整地學(xué)握電波傳播的基本理論, 較為全面地了解電波傳播理論在無線電通信工程屮的應(yīng)用，為后續(xù)專業(yè)

2、課程打好良好的基礎(chǔ)。二、課程教學(xué)內(nèi)容及基本要求（-）課程教學(xué)內(nèi)容及知識模塊順序1. 知識單元一：無線電波的基本概念（2學(xué)時）（1）知識點一：無線電波的屬性與傳播效應(yīng)（2）知識點二：無線電波的應(yīng)用與無線電通信業(yè)務(wù)教學(xué)基本要求：掌握不同頻段的無線電波具有的不同的傳播模式；掌握正常的和反常的兩種類型 傳播模式的基本概念；掌握超短波和微波的主要傳播效應(yīng)。2. 知識單元二：電磁場理論基礎(chǔ)（2學(xué)時）（1）知識點一：無線電波在自由空間的傳播（2）知識點二：費涅爾區(qū)和費涅爾半徑教學(xué)基本要求：掌握自由空間傳播損耗公式的推導(dǎo)；了解費涅爾原理，費涅爾區(qū)，費涅爾帶和費 涅爾半徑的基本概念和關(guān)系。3. 知識單元三：無線

3、電波傳播環(huán)境（2學(xué)時）（1）知識點一：地球大氣、地面與無線電波傳播（2）知識點二：無線電氣象研究的一般內(nèi)容（3）知識點三：折射指數(shù)與折射率、修正折射指數(shù)與修正折射率（4）知識點四：地面一般特性和電氣特性教學(xué)基木要求：掌握折射率，折射指數(shù)和修正折射率，修止折射指數(shù)的定義和關(guān)系；掌握陸地地 形、陸地環(huán)境和地貌的分類；了解地面電氣特性的基本概念。4. 知識單元四：大氣折射（2學(xué)時）（1）知識點一：準均勻介質(zhì)與射線（2）知識點二：無線電波在球面分層大氣中的折射（3）知識點三：等效球面地球及其應(yīng)用限制（4）知識點四：等效平面地球及其應(yīng)用限制（5）知識點五：不同大氣狀態(tài)下的射線與等效地面教學(xué)基本要求：掌握

4、真實地球與等效球面地球和等效平面地球的基本概念；掌握不同大氣狀態(tài)下 射線與等效地面的關(guān)系。5. 知識單元五：地而反射（2學(xué)時）（1）知識點一：鏡反射和漫反射（2）知識點二：地反射的幾何參數(shù)（3）知識點三：反射點的位置和反射面的費涅爾區(qū)（4）知識點四：費涅爾反射系數(shù)、等效反射系數(shù)與有效反射系數(shù)（5）知識點五：地反射損耗教學(xué)基本要求：了解鏡反射和漫反射的基本概念；掌握掌握反射點和地面費涅爾區(qū)的基本概念和 計算方法；掌握各種反射系數(shù)的定義和關(guān)系。6. 知識單元六：地面障礙物的繞射（2學(xué)時）（1）知識點一：地形、地面覆蓋物對無線電波的阻擋（2）知識點二：站點的地理位置、地形剖面與地球凸起（3）知識點三

5、：傳播電路余隙與電路的兒何參數(shù)習(xí)題課教學(xué)基木要求：掌握地形、地面覆蓋物對無線電波的阻擋的基木概念；掌握站點的地理位置、地 形剖面與地球凸起的基本概念；掌握傳播余隙和電路余隙的基本概念；7. 知識單元七：大氣氣體吸收損耗（1學(xué)時）（1）知識點一：大氣吸收的物理過程（2）知識點二：氧氣吸收和水汽吸收教學(xué)基本要求：了解大氣氣體吸收損耗的基本概念；了解大氣吸收哀減率的特點。8. 知識單元八:無線電波傳播的概率統(tǒng)計理論（1學(xué)時）（1）知識點一：隨機變量與統(tǒng)計規(guī)律（2）知識點二：無線電波傳播常見的概率分布（3）知識點三：概率統(tǒng)計與直方圖教學(xué)基木要求：掌握隨機事件、隨機變暈、統(tǒng)計規(guī)律以及分布函數(shù)的基本概念；

6、了解常用的概率 分布函數(shù)。9. 知識單元四：接收信號的衰落（2學(xué)吋）（1）知識點一：衰落的基本概念（2）知識點二：多徑衰落的基本概念（3）知識點三：克服衰落影響的措施教學(xué)基本要求：接收信號衰落有關(guān)的基本概念；衰落的特性參數(shù)；產(chǎn)生衰落的相關(guān)機理以及克服 衰落影響的應(yīng)對措施；主要的幾種衰落機理。10. 知識單元十：自由空間與地反射理論傳播模型（2學(xué)時）（1）知識點一：自由空間傳播模型（2）知識點二：地面反射理論傳播模型（3）知識點三：平地模型和精確的二射線模型教學(xué)基本要求：掌握自由空間傳播模型的基本概念；掌握地血反射，特別是光滑平坦地血對無線 電波傳播的影響：了解地面反射的幾何參數(shù)；了解計及平坦地

7、面反射影響時基本傳輸損耗的幾種 預(yù)測模型。11. 知識單元十一：繞射損耗預(yù)測模型（2學(xué)時）（1）知識點一：刃峰繞射模型、球形地面繞射模型和圓柱形障礙的繞射損耗（2）知識點二：雙孤立刃型障礙繞射損耗和utd劈形障礙繞射損耗預(yù)測模型（3）知識點三：經(jīng)驗繞射損耗預(yù)測模型教學(xué)基本要求：掌握不同繞射模型的基本概念；了解不同情況下地面障礙繞射損耗的預(yù)測計算模 型。12. 知識單元十二：大氣吸收、降雨與云霧的損耗預(yù)測模型（2學(xué)時）（1）知識點一：地面電路大氣吸收模型（2）知識點二：地空電路大氣吸收模型（3）知識點一：地面電路雨衰減（4）知識點二：地空電路雨衰減（5）知識點三：云、霧衰減預(yù)測模型習(xí)題課教學(xué)基本

8、要求：了解晴空大氣中傳播的兩個重要傳播效應(yīng)的基本概念；了解地血電路大氣吸收模型和地空電路大氣吸收模型的基本概念；掌握降雨與云霧衰減的特點：了解地面電路和地空電路 雨衰減的基本概念；了解云、霧衰減的預(yù)測模型。13. 知識單元十三：移動通信傳播損耗統(tǒng)計預(yù)測模型（4學(xué)時）（1）知識點一：okumura-hata傳播模型（2）知識點二：cost 231模型（3）知識點三：egl1模型（4）知識點四：lee （李建業(yè)）宏蜂窩模型教學(xué)基本要求：了解移動通信電波傳播的特點；掌握移動通信系統(tǒng)屮的場強預(yù)測模型的基本概念;了解移動通信系統(tǒng)中常用的場強預(yù)測模型。14. 知識單元十四：移動通信傳播損耗本地化統(tǒng)計模型（

9、2學(xué)時）（1）知識點一：決定性模型與統(tǒng)計模型（2）知識點二：基本模型的選擇（3）知識點三：路測實施與測試數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（4）知識點四：傳播模型的本地化（5）知識點五：最小二乘法教學(xué)基本要求：掌握決定性模型與統(tǒng)計模型的基本概念；了解基本模型的選擇以及傳播模型本地化的基本思想；了解最小二乘法。15. 知識單元十五：微小區(qū)與室內(nèi)傳播預(yù)測模型（1學(xué)時）（1）知識點一：itu-r微蜂窩傳播模型（2）知識點二：一個新的微微蜂窩視距傳播模型（3）知識點三：lee微蜂窩傳播預(yù)測模型教學(xué)基本要求：了解微小區(qū)和微微小區(qū)的電波傳播模型的基本概念；了解室內(nèi)的傳播模型的基本 概念。16. 知識單元十六：地面固定和移動通信衰落

10、預(yù)測模型（1學(xué)時）（1）知識點一：地面固定業(yè)務(wù)多徑衰落預(yù)測模型（2）知識點二：移動通信衰落預(yù)測模型（3）知識點三：地空電路上電離層傳播引起的衰落教學(xué)基木要求：了解地面固定業(yè)務(wù)多徑衰落預(yù)測模型的基木概念；了解移動通信衰落預(yù)測模型的基本概念；了解地空電路上電離層傳播引起的衰落的基本概念。17. 知識單元十七：衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)傳播預(yù)測模型（2學(xué)吋）（1）知識點一：衛(wèi)星通信的基本概念（2）知識點二：衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)傳播預(yù)測模型的基本概念習(xí)題課教學(xué)基本要求：了解衛(wèi)星通信的基本概念；了解衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)傳播預(yù)測模型的基本概念。（二）課程的重點、難點及解決辦法由于無線電波在自然介質(zhì)和自然環(huán)境中的的傳播非常復(fù)雜，因此電波

11、傳播理論是一門專業(yè)性很強的 課程。除了要掌握電波傳播的基本概念、基本現(xiàn)彖、想想產(chǎn)生的機理、傳播常數(shù)的計算以外，還需要了 解不同的無線通信系統(tǒng)中電波傳播的模型。對于前者，在介紹方法上要著重基本概念的敘述，舍去繁雜 的數(shù)學(xué)推導(dǎo)；而在介紹傳播模型時，需要重點圍繞模型的實際應(yīng)用以及相互比較。此外，還可以介紹一 些國際上的最新的研究熱點和成果，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。最后，還要注意明確課程的要求以樹立 學(xué)生的學(xué)習(xí)信心。三、實驗實踐環(huán)節(jié)及基本要求無四、本課程與其它課程的聯(lián)系與分工本課程的先修課程為高等數(shù)學(xué)、電磁場理論、電磁場數(shù)學(xué)方法、通信原理等，這些課程 所闡述的知識與分析方法是學(xué)習(xí)本課程的基礎(chǔ)與必要準備

12、，本課程的后續(xù)課程為無線通信、微波通信、衛(wèi)星通信、無線通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化等，利 用本課程所建立的理論體系和分析方法對各種無線通信系統(tǒng)無線鏈路進行定性分析與定量設(shè)計。五、對學(xué)生能力培養(yǎng)的要求通過本課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生在掌握電波傳播的基本理論和了解電波的傳播模型的基礎(chǔ)上，對各種傳播 現(xiàn)象具有基本的理論分析能力，能夠?qū)⒁恍┲饕哪Ｐ蛻?yīng)用具體的工程實際。同時對于各種不同傳播環(huán) 境能夠選擇正確的傳播模型，使得在從事無線電通信工作時，具有一定的解決實際電波傳播工程問題的 能力。六、課程學(xué)時分配總學(xué)時32,其中講課29學(xué)時，習(xí)題及討論3學(xué)時。課程主要內(nèi)容和學(xué)時分配見課程學(xué)時分配表。課程學(xué)時分配表教學(xué)環(huán)節(jié)課程內(nèi)容

13、講課上機實驗習(xí)題及討論小計無線電波的基本概念22電磁場理論基礎(chǔ)22無線電波傳播環(huán)境22大氣折射22地面反射22地面障礙物的繞射112大氣氣體吸收損耗11無線電波傳播的概率統(tǒng)計理論11接收信號的衰落22自由空間與地反射理論傳播模型22繞射損耗預(yù)測模型22大氣吸收、降雨與云霧的損耗預(yù)測模型112移動通信傳播損耗統(tǒng)計預(yù)測模型44移動通信傳播損耗本地化統(tǒng)計模型22微小區(qū)與室內(nèi)傳播預(yù)測模型11地面固定和移動通信衰落預(yù)測模型11衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)傳播預(yù)測模型112總計293211. 教材1無線電波傳播一一原理與應(yīng)用，謝益溪，人民郵電出版社，2008年7月2. 主要參考書1 電磁波傳播與空間環(huán)境，熊皓，電子工業(yè)岀版社，2004年1月2 移動通信無線電波