西安電子科技大學(xué)-研究生-電波傳播工程-期末試題匯總

PAGEPAGE4設(shè)計(jì)一條通信電路應(yīng)考慮的基本內(nèi)容1技術(shù)指標(biāo)的確定與分配2設(shè)備的選擇（收、發(fā)系統(tǒng)、頻率、天線(xiàn)系統(tǒng)等）3傳輸特性的估算（傳輸損耗、干擾噪聲、衰落、時(shí)延、交叉極化等）4成本和應(yīng)用性能的評(píng)估等微波傳播受對(duì)流層傳輸媒質(zhì)的影響主要有哪些？大氣折射率的隨機(jī)變化，使信號(hào)隨機(jī)起伏；大氣分子對(duì)高頻波的強(qiáng)烈吸收；云、霧、雨、雪等降水物和礦、砂、塵、煙等對(duì)微波的吸收和散射。2.什么是電波傳播空間的非涅耳區(qū)？傳輸功率起主要作用的空間區(qū)域，若在此區(qū)域中符合自由空間傳播的條件，則可認(rèn)為電波在自由空間中傳播，這個(gè)區(qū)域稱(chēng)為傳播主區(qū)。以收發(fā)點(diǎn)Q、P為焦點(diǎn)的橢球旋轉(zhuǎn)面所包含的空間區(qū)域?yàn)殡姴▊鞑タ臻g的菲涅爾區(qū)。3.證明第n非涅耳區(qū)半徑的表達(dá)式為：4.什么是最大和最小非涅耳區(qū)半徑？1.折射指數(shù)N隨高度h變化有幾種類(lèi)型？（用圖示表示。）對(duì)應(yīng)的射線(xiàn)軌跡分別有哪幾種？（用圖示表示。）根據(jù)N隨高度h的變化特性可將折射分成下面幾種類(lèi)型，如圖5－13所示。當(dāng)dN/dh<0時(shí)為正折射，此時(shí)電波射線(xiàn)軌跡向下彎曲;dN/dh>0時(shí)為負(fù)折射，射線(xiàn)軌跡向上彎曲;dN/dh=0時(shí)無(wú)折射，射線(xiàn)軌跡為一直線(xiàn)。3根據(jù)不同范圍的K值，（即：K<1,K=1,K=4/3,K趨于無(wú)窮,及K<0），畫(huà)出電波在實(shí)際地球上的軌跡，及相對(duì)應(yīng)的等效直線(xiàn)傳播時(shí)地球的剖面圖。等效地球半徑因子K值,它定義為:等效地球半徑Re與實(shí)際地球半徑R0之比值，即通常中緯地區(qū)，K的平均值為4/3，即相當(dāng)于前面所討論的標(biāo)準(zhǔn)大氣層產(chǎn)生的折射—標(biāo)準(zhǔn)(正常)大氣折射，當(dāng)產(chǎn)生正折射時(shí)K>1；負(fù)折射時(shí)K<1。各個(gè)不同氣候地區(qū)K值有所不同，其大致范圍為寒溫帶：K=4/3溫帶：K=6/5～4/3熱帶：K=4/3～2/3根據(jù)傳播余隙Hc，應(yīng)用非涅耳區(qū)的概念，傳播電路可分為哪幾種？若已知工作頻率6GHz，傳播距離d為60km，傳播區(qū)域地面最高點(diǎn)的距離d1為15km，判斷該電路屬于哪一種類(lèi)型?？衫脠D5-3求出該處的第一菲涅爾區(qū)半徑；由式（5-7）計(jì)算出最小菲涅爾區(qū)半徑；只需要第一菲涅爾區(qū)面積的1/3，即可獲得與自由空間相同的信號(hào)強(qiáng)度，與此對(duì)應(yīng)的菲涅爾區(qū)半徑為最小菲涅爾區(qū)半徑，即將此值與從剖面圖上量得的傳播余隙值比較，即可判定此電路屬于哪一種類(lèi)型的電路。3分析大氣折射率的變化引起傳播余隙變化的特點(diǎn)，（參考書(shū)p186）。說(shuō)明雨滴或云、霧滴尺度分布譜的物理意義。目前常用的雨滴譜有勞斯-帕森斯分布、馬歇爾-帕爾默分布和約斯分布。是衰減截面，為懸浮粒子直徑的函數(shù)；為波長(zhǎng)；為DSD。衰減截面是用經(jīng)典的Mie散射理論來(lái)定義和計(jì)算的，Mie散射理論即單球?qū)ζ矫娌ㄉ⑸淅碚?。m為懸浮粒子的復(fù)折射率，為頻率和溫度的函數(shù)。什么是降雨去極化（交叉極化）現(xiàn)象？交叉極化分辨率(XPD)的定義是怎樣？凡電磁能量由一種極化狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一種與之正交的極化狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為去極化，或稱(chēng)為交叉極化。所以XPD的定義意味著發(fā)射一種線(xiàn)極化波，接收到同極化信號(hào)電場(chǎng)與交叉極化的電場(chǎng)強(qiáng)度之比的分貝數(shù)。3微波中繼通信中信號(hào)衰落主要有哪些類(lèi)型？各有什么特點(diǎn)？分別簡(jiǎn)述之。閃爍型衰落是由于大氣局部微小的擾動(dòng)（即：大氣湍流），產(chǎn)生折射率起伏使視距電路的無(wú)線(xiàn)電波發(fā)生輕微的聚焦與散焦而引起的。這種衰落對(duì)通信質(zhì)量穩(wěn)定性影響不大。1.K型衰落。由于大氣溫度、濕度、壓強(qiáng)的隨機(jī)變化，使大氣折射率n沿高度的變化也是一隨機(jī)變量。存在多徑傳輸?shù)奈⒉娐分校魃渚€(xiàn)的行程差以及各射線(xiàn)在接收點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的相位也隨機(jī)變化。它們之間的相互干涉使接收點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)起伏變化，形成衰落。大氣折射率n隨高度的變化，可通過(guò)等效地球半徑因子K來(lái)描述，故稱(chēng)這種由于K值的變化而引起的衰落為K型衰落。2.波導(dǎo)型衰落。由于大氣層出現(xiàn)大尺度的逆溫層或水汽急劇遞減而形成超折射時(shí)，無(wú)線(xiàn)電波在該層內(nèi)被陷獲，像在波導(dǎo)內(nèi)傳播一樣，通常把這部分對(duì)流層結(jié)稱(chēng)為大氣波導(dǎo)。在地面形成的波導(dǎo)稱(chēng)為地面波導(dǎo)，在高空形成的波導(dǎo)稱(chēng)為高空波導(dǎo)，如圖5－53所示。3.混合型衰落。跨越水網(wǎng)地帶的微波電路，由于地面反射較強(qiáng)，容易出現(xiàn)K型衰落，同時(shí)也存在著產(chǎn)生波導(dǎo)型衰落的條件，當(dāng)兩種類(lèi)型的衰落同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，形成混合型衰落。此時(shí)，接收點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)既受K值變化時(shí)地面反射的影響，也受大氣波導(dǎo)層的影響。由地面反射波、直接波和大氣波導(dǎo)中產(chǎn)生的多徑波疊加而成，如圖5-57所示。減小衰落的措施主要有哪些？分別簡(jiǎn)述之。1)地區(qū)的選擇。從減小衰落、增加穩(wěn)定性來(lái)考慮，微波電路所通過(guò)的地區(qū)，最好選擇在山地丘陵地帶，盡量避免穿越開(kāi)闊的平原或水網(wǎng)地區(qū)，因?yàn)檫@些地區(qū)容易出現(xiàn)干涉型K型衰落。在山區(qū)電路，地面反射可以忽略，故最大站距主要是受大氣不均勻?qū)拥挠绊?。站距越長(zhǎng)，傳輸質(zhì)量越不易保證；但站距太短，建站數(shù)目增多，投資大，因此要選擇合適的站距，山區(qū)以50～60km為宜，高原地區(qū)可選60～70km。天線(xiàn)高度盡量做到一高一低，使反射點(diǎn)接近電路的某一端，以減小余隙的變化量，增大電路的穩(wěn)定度。什么是空間相關(guān)性、頻率相關(guān)性？什么是空間分集接收，空間分集時(shí)天線(xiàn)高度差的確定？空間分集接收可在微波頻率、中頻或基帶頻率上實(shí)現(xiàn)，按信號(hào)的處理方式可分同相合成和開(kāi)關(guān)倒換兩種形式。什么是頻率分集，主要可分為哪兩種類(lèi)型？什么是反射板；什么是折射網(wǎng)；解釋無(wú)源中繼的工作方式。當(dāng)收發(fā)兩站之間存在著障礙時(shí)，不能建立直接的傳播路徑，可以利用無(wú)源反射板改變波束的方向，繞過(guò)障礙物而建立通路，這種方式又稱(chēng)無(wú)源中繼。對(duì)流層散射傳輸損耗主要包括哪些損耗？結(jié)合前面的內(nèi)容，較詳細(xì)的討論電波在大氣中傳播時(shí)大氣引起的損耗。2在對(duì)流層散射傳播中，當(dāng)實(shí)際的天線(xiàn)增益低于自由空間中傳播時(shí)的增益，這種現(xiàn)象，稱(chēng)為天線(xiàn)介質(zhì)耦合損耗。天線(xiàn)偏移損耗是指_________。選擇性衰落分別有哪些？什么是分集接收法？分集接收的辦法從同一來(lái)源但經(jīng)過(guò)不同路徑達(dá)到接收點(diǎn)的幾個(gè)互不相關(guān)的信號(hào)中選擇最強(qiáng)的一個(gè)或幾個(gè)信號(hào)組合起來(lái)，以求降低信號(hào)電平的起伏。很顯然，分集效果的好壞決定各個(gè)信號(hào)的衰落相關(guān)程度。分集接收可有哪幾種方法。空間分集、頻率分集、角度分集說(shuō)明空間分集、及其分類(lèi)和特點(diǎn)，分集距離的計(jì)算。5說(shuō)明頻率分集、特點(diǎn)，分集頻率間隔的計(jì)算。敘述衛(wèi)星通信的特點(diǎn)。它具有頻率高，通信容量大，通信范圍廣，距離遠(yuǎn)，穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)效益好等一系列優(yōu)點(diǎn)。計(jì)算地－空路徑上降雨引起的衰減時(shí)，與哪些降雨特性有關(guān)。雨引起的電波衰減不僅與頻率有關(guān)，還與雨滴大小、雨量和電路穿過(guò)雨區(qū)長(zhǎng)度等因素有關(guān)。16、視線(xiàn)傳播距離d0的近似計(jì)算公式，根據(jù)傳播距離大小可把傳播區(qū)域分為哪三個(gè)區(qū)？視線(xiàn)距離：當(dāng)收發(fā)天線(xiàn)高度一定時(shí)，直射波所能達(dá)到的最遠(yuǎn)距離稱(chēng)為視線(xiàn)距離它的計(jì)算式為式中分別是收發(fā)天線(xiàn)的假設(shè)高度(m),若考慮標(biāo)準(zhǔn)大氣折射的情況，系數(shù)3.57應(yīng)改為4.12。由于地面是球形的，通信距離不同時(shí)，電波傳播特點(diǎn)也有所不同。通常，依據(jù)接收點(diǎn)離開(kāi)發(fā)射天線(xiàn)距離d的大小而分成三個(gè)區(qū)域：區(qū)域，稱(chēng)為亮區(qū)；的區(qū)域，稱(chēng)為半陰影區(qū)；的區(qū)域，稱(chēng)為陰影區(qū)。28、什么是傳播余隙？如何計(jì)算傳播余隙？地形起伏的最高點(diǎn)與收發(fā)天線(xiàn)聯(lián)線(xiàn)之間的垂直距離即為傳播余隙。路徑的傳播余隙為式中、分別為兩端天線(xiàn)的高度，為地形最高點(diǎn)處的地球凸起高度，為自地面（如海平面）起算的地形最高點(diǎn)的高度。將h代入得傳播余隙的表達(dá)式得：。根據(jù)的