無(wú)線通信基礎(chǔ)知識(shí)

一、天線的根本知識(shí)天線的作用與地位

無(wú)線電發(fā)射機(jī)輸出的射頻信號(hào)功率，通過(guò)饋線〔電纜〕輸送到天線，由天線以電磁波形式輻射出去。電磁波到達(dá)接收地點(diǎn)后，由天線接下來(lái)〔僅僅接收很小很小一局部功率〕，并通過(guò)饋線送到無(wú)線電接收機(jī)。可見(jiàn)，天線是發(fā)射和接收電磁波的一個(gè)重要的無(wú)線電設(shè)備，沒(méi)有天線也就沒(méi)有無(wú)線電通信。

天線品種繁多，以供不同頻率、不同用途、不同場(chǎng)合、不同要求等不同情況下使用。

對(duì)于眾多品種的天線，進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆诸愂潜匾模?/p>

*按用途分類:可分為通信天線、電視天線、雷達(dá)天線等；

*按工作頻段分類:可分為短波天線、超短波天線、微波天線等；

*按方向性分類:可分為全向天線、定向天線等；

*按外形分類:可分為線狀天線、面狀天線等.電磁波的輻射

導(dǎo)線上有交變電流流動(dòng)時(shí)，就可以發(fā)生電磁波的輻射，輻射的能力與導(dǎo)線的長(zhǎng)度和形狀有關(guān)。如圖1.1a所示，假設(shè)兩導(dǎo)線的距離很近，電場(chǎng)被束縛在兩導(dǎo)線之間，因而輻射很微弱；將兩導(dǎo)線張開(kāi)，如圖1.1b所示，電場(chǎng)就散播在周圍空間，因而輻射增強(qiáng)。

必須指出，當(dāng)導(dǎo)線的長(zhǎng)度L遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)λ時(shí)，輻射很微弱；導(dǎo)線的長(zhǎng)度L增大到可與波長(zhǎng)相比較時(shí)，導(dǎo)線上的電流將大大增加，因而就能形成較強(qiáng)的輻射。

對(duì)稱振子

對(duì)稱振子是一種經(jīng)典的、迄今為止使用最廣泛的天線，單個(gè)半波對(duì)稱振子可簡(jiǎn)單地單獨(dú)立地使用或用作為拋物面天線的饋源，也可采用多個(gè)半波對(duì)稱振子組成天線陣。

兩臂長(zhǎng)度相等的振子叫做對(duì)稱振子。每臂長(zhǎng)度為四分之一波長(zhǎng)、全長(zhǎng)為二分之一波長(zhǎng)的振子，稱半波對(duì)稱振子，見(jiàn)圖1.2a。

另外，還有一種異型半波對(duì)稱振子，可看成是將全波對(duì)稱振子折合成一個(gè)窄長(zhǎng)的矩形框，并把全波對(duì)稱振子的兩個(gè)端點(diǎn)相疊，這個(gè)窄長(zhǎng)的矩形框稱為折合振子，注意，折合振子的長(zhǎng)度也是為二分之一波長(zhǎng)，故稱為半曲折合振子，見(jiàn)圖1.2b

。天線方向性

發(fā)射天線的根本功能之一是把從饋線取得的能量向周圍空間輻射出去，根本功能之二是把大局部能量朝所需的方向輻射。垂直放置的半波對(duì)稱振子具有平放的“面包圈”形的立體方向圖〔圖1.3.1a〕。立體方向圖雖然立體感強(qiáng)，但繪制困難，圖1.3.1b與圖1.3.1c給出了它的兩個(gè)主平面方向圖，平面方向圖描述天線在某指定平面上的方向性。從圖1.3.1b可以看出，在振子的軸線方向上輻射為零，最大輻射方向在水平面上；而從圖1.3.1c可以看出，在水平面上各個(gè)方向上的輻射一樣大。

天線方向性增強(qiáng)

假設(shè)干個(gè)對(duì)稱振子組陣，能夠控制輻射，產(chǎn)生“扁平的面包圈”，把信號(hào)進(jìn)一步集中到在水平面方向上。

下列圖是4個(gè)半波對(duì)稱振子沿垂線上下排列成一個(gè)垂直四元陣時(shí)的立體方向圖和垂直面方向圖。

也可以利用反射板可把輻射能控制到單側(cè)方向

平面反射板放在陣列的一邊構(gòu)成扇形區(qū)覆蓋天線。下面的水平面方向圖說(shuō)明了反射面的作用------反射面把功率反射到單側(cè)方向，提高了增益。

拋物反射面的使用，更能使天線的輻射，像光學(xué)中的探照燈那樣，把能量集中到一個(gè)小立體角內(nèi)，從而獲得很高的增益。不言而喻，拋物面天線的構(gòu)成包括兩個(gè)根本要素：拋物反射面和放置在拋物面焦點(diǎn)上的輻射源。增益

增益是指：在輸入功率相等的條件下，實(shí)際天線與理想的輻射單元在空間同一點(diǎn)處所產(chǎn)生的信號(hào)的功率密度之比。它定量地描述一個(gè)天線把輸入功率集中輻射的程度。增益顯然與天線方向圖有密切的關(guān)系，方向圖主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。

可以這樣來(lái)理解增益的物理含義------為在一定的距離上的某點(diǎn)處產(chǎn)生一定大小的信號(hào)，如果用理想的無(wú)方向性點(diǎn)源作為發(fā)射天線，需要100W的輸入功率，而用增益為G=13dB=20的某定向天線作為發(fā)射天線時(shí)，輸入功率只需100/20=5W。換言之，某天線的增益，就其最大輻射方向上的輻射效果來(lái)說(shuō)，與無(wú)方向性的理想點(diǎn)源相比，把輸入功率放大的倍數(shù)。

半波對(duì)稱振子的增益為G=2.15dBi；

4個(gè)半波對(duì)稱振子沿垂線上下排列，構(gòu)成一個(gè)垂直四元陣，其增益約為G=8.15dBi

(dBi這個(gè)單位表示比較對(duì)象是各向均勻輻射的理想點(diǎn)源)。

如果以半波對(duì)稱振子作比較對(duì)象，那么增益的單位是dBd。

半波對(duì)稱振子的增益為G=0dBd〔因?yàn)槭亲约焊约罕龋戎禐?，取對(duì)數(shù)得零值?！?；垂直四元陣，其增益約為G=8.15–2.15=6dBd。波瓣寬度

方向圖通常都有兩個(gè)或多個(gè)瓣，其中輻射強(qiáng)度最大的瓣稱為主瓣，其余的瓣稱為副瓣或旁瓣。參見(jiàn)圖1.3.4a,在主瓣最大輻射方向兩側(cè)，輻射強(qiáng)度降低3dB〔功率密度降低一半〕的兩點(diǎn)間的夾角定義為波瓣寬度〔又稱波束寬度

或主瓣寬度或半功率角〕。波瓣寬度越窄，方向性越好，作用距離越遠(yuǎn)，抗干擾能力越強(qiáng)。

還有一種波瓣寬度，即10dB波瓣寬度，顧名思義它是方向圖中輻射強(qiáng)度降低10dB〔功率密度降至十分之一〕的兩個(gè)點(diǎn)間的夾角，見(jiàn)圖1.3.4b.

a

b

前后比

方向圖中，前后瓣最大值之比稱為前后比，記為F/B。前后比越大，天線的后向輻射〔或接收〕越小。前后比F/B的計(jì)算十分簡(jiǎn)單------

F/B=10Lg{〔前向功率密度〕

/〔后向功率密度〕}

對(duì)天線的前后比F/B有要求時(shí)，其典型值為〔18~30〕dB，特殊情況下那么要求達(dá)〔35~40〕dB。

上旁瓣抑制

對(duì)于基站天線，人們常常要求它的垂直面〔即俯仰面〕方向圖中，主瓣上方第一旁瓣盡可能弱一些。這就是所謂的上旁瓣抑制。基站的效勞對(duì)象是地面上的移動(dòng)用戶，指向天空的輻射是毫無(wú)意義的。

天線的下傾為使主波瓣指向地面，安置時(shí)需要將天線適度下傾。天線的極化

天線向周圍空間輻射電磁波。電磁波由電場(chǎng)和磁場(chǎng)構(gòu)成。人們規(guī)定：電場(chǎng)的方向就是天線極化方向。一般使用的天線為單極化的。下列圖示出了兩種根本的單極化的情況：垂直極化---是最常用的；水平極化---也是要被用到的。

板狀天線

C.為提高板狀天線的增益，還可以進(jìn)一步采用八個(gè)半波振子排陣

前面已指出，四個(gè)半波振子排成一個(gè)垂直放置的直線陣的增益約為8dB；一側(cè)加有一個(gè)反射板的四元式直線陣，即常規(guī)板狀天線，其增益約為14~17dB。

一側(cè)加有一個(gè)反射板的八元式直線陣，即加長(zhǎng)型板狀天線，其增益約為16~19dB.

不言而喻，加長(zhǎng)型板狀天線的長(zhǎng)度，為常規(guī)板狀天線的一倍，達(dá)2.4m左右。雙極化天線

下列圖示出了另兩種單極化的情況：+45°極化與-45°極化，它們僅僅在特殊場(chǎng)合下使用。這樣，共有四種單極化了，見(jiàn)下列圖。把垂直極化和水平極化兩種極化的天線組合在一起，或者，把+45°極化和-45°極化兩種極化的天線組合在一起，就構(gòu)成了一種新的天線---雙極化天線。

下列圖示出了兩個(gè)單極化天線安裝在一起組成一付雙極化天線，注意，雙極化天線有兩個(gè)接頭。雙極化天線輻射〔或接收〕兩個(gè)極化在空間相互正交〔垂直〕的波。

高增益柵狀拋物面天線

從性能價(jià)格比出發(fā)，人們常常選用柵狀拋物面天線作為直放站施主天線。由于拋物面具有良好的聚焦作用，所以拋物面天線集射能力強(qiáng)，直徑為1.5m的柵狀拋物面天線，在900兆頻段，其增益即可達(dá)G=20dB。它特別適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信，例如它常常被選用為直放站的施主天線。

拋物面采用柵狀結(jié)構(gòu)，一是為了減輕天線的重量，二是為了減少風(fēng)的阻力。

拋物面天線一般都能給出不低于30dB的前后比，這也正是直放站系統(tǒng)防自激而對(duì)接收天線所提出的必須滿足的技術(shù)指標(biāo)。八木定向天線

八木定向天線，具有增益較高、結(jié)構(gòu)輕巧、架設(shè)方便、價(jià)格廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)。因此，它特別適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信，例如它是室內(nèi)分布系統(tǒng)的室外接收天線的首選天線類型。

八木定向天線的單元數(shù)越多，其增益越高，通常采用6~12單元的八木定向天線，其增益可達(dá)10~15dB。

極化損失垂直極化波要用具有垂直極化特性的天線來(lái)接收，水平極化波要用具有水平極化特性的天線來(lái)接收。右旋圓極化波要用具有右旋圓極化特性的天線來(lái)接收，而左旋圓極化波要用具有左旋圓極化特性的天線來(lái)接收。

當(dāng)來(lái)波的極化方向與接收天線的極化方向不一致時(shí)，接收到的信號(hào)都會(huì)變小，也就是說(shuō)，發(fā)生極化損失。例如：當(dāng)用+45°極化天線接收垂直極化或水平極化波時(shí)，或者，當(dāng)用垂直極化天線接收+45°極化或-45°極化波時(shí)，等等情況下，都要產(chǎn)生極化損失。用圓極化天線接收任一線極化波，或者，用線極化天線接收任一圓極化波，等等情況下，也必然發(fā)生極化損失------只能接收到來(lái)波的一半能量。

當(dāng)接收天線的極化方向與來(lái)波的極化方向完全正交時(shí)，例如用水平極化的接收天線接收垂直極化的來(lái)波，或用右旋圓極化的接收天線接收左旋圓極化的來(lái)波時(shí)，天線就完全接收不到來(lái)波的能量，這種情況下極化損失為最大，稱極化完全隔離。室內(nèi)吸頂天線

室內(nèi)吸頂天線必須具有結(jié)構(gòu)輕巧、外型美觀、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。

現(xiàn)今市場(chǎng)上見(jiàn)到的室內(nèi)吸頂天線，外形花色很多，但其內(nèi)芯的購(gòu)造幾乎都是一樣的。這種吸頂天線的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，雖然尺寸很小，但由于是在天線寬帶理論的根底上，借助計(jì)算機(jī)的輔助設(shè)計(jì)，以及使用網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行調(diào)試，所以能很好地滿足在非常寬的工作頻帶內(nèi)的駐波比要求，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在很寬的頻帶內(nèi)工作的天線其駐波比指標(biāo)為VSWR≤2。當(dāng)然，能到達(dá)VSWR≤1.5更好。順便指出，室內(nèi)吸頂天線屬于低增益天線，一般為G

=2dB。極化隔離

理想的極化完全隔離是沒(méi)有的。饋送到一種極化的天線中去的信號(hào)多少總會(huì)有那么一點(diǎn)點(diǎn)在另外一種極化的天線中出現(xiàn)。例如下列圖所示的雙極化天線中，設(shè)輸入垂直極化天線的功率為10W，結(jié)果在水平極化天線的輸出端測(cè)得的輸出功率為10mW。

室內(nèi)壁掛天線

室內(nèi)壁掛天線同樣必須具有結(jié)構(gòu)輕巧、外型美觀、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。

現(xiàn)今市場(chǎng)上見(jiàn)到的室內(nèi)吸頂天線，外形花色很多，但其內(nèi)芯的購(gòu)造幾乎也都是一樣的。這種壁掛天線的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，屬于空氣介質(zhì)型微帶天線。由于采用了展寬天線頻寬的輔助結(jié)構(gòu)，借助計(jì)算機(jī)的輔助設(shè)計(jì)，以及使用網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行調(diào)試，所以能較好地滿足了工作寬頻帶的要求。順便指出，室內(nèi)壁掛天線具有一定的增益，約為G=7dB。天線的輸入阻抗Zin

定義：天線輸入端信號(hào)電壓與信號(hào)電流之比，稱為天線的輸入阻抗。輸入阻抗具有電阻分量Rin和電抗分量Xin，即Zin=Rin+jXin。電抗分量的存在會(huì)減少天線從饋線對(duì)信號(hào)功率的提取，因此，必須使電抗分量盡可能為零，也就是應(yīng)盡可能使天線的輸入阻抗為純電阻。事實(shí)上，即使是設(shè)計(jì)、調(diào)試得很好的天線，其輸入阻抗中總還含有一個(gè)小的電抗分量值。

輸入阻抗與天線的結(jié)構(gòu)、尺寸以及工作波長(zhǎng)有關(guān)，半波對(duì)稱振子是最重要的根本天線，其輸入阻抗為Zin=73.1＋ｊ42.5(歐)。當(dāng)把其長(zhǎng)度縮短〔３～５〕％時(shí)，就可以消除其中的電抗分量，使天線的輸入阻抗為純電阻，此時(shí)的輸入阻抗為Zin=73.1(歐),〔標(biāo)稱75歐〕。注意，嚴(yán)格的說(shuō)，純電阻性的天線輸入阻抗只是對(duì)點(diǎn)頻而言的。

順便指出，半曲折合振子的輸入阻抗為半波對(duì)稱振子的四倍，即Zin=280(歐),〔標(biāo)稱300歐〕。

有趣的是，對(duì)于任一天線，人們總可通過(guò)天線阻抗調(diào)試，在要求的工作頻率范圍內(nèi)，使輸入阻抗的虛部很小且實(shí)部相當(dāng)接近50歐，從而使得天線的輸入阻抗為Zin=Rin=50歐------這是天線能與饋線處于良好的阻抗匹配所必須的。天線的工作頻率范圍〔頻帶寬度〕

無(wú)論是發(fā)射天線還是接收天線，它們總是在一定的頻率范圍〔頻帶寬度〕內(nèi)工作的，天線的頻帶寬度有兩種不同的定義------

一種是指：在駐波比SWR≤1.5條件下，天線的工作頻帶寬度；

一種是指：天線增益下降3分貝范圍內(nèi)的頻帶寬度。

在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，通常是按前一種定義的，具體的說(shuō)，天線的頻帶寬度就是天線的駐波比SWR不超過(guò)1.5時(shí)，天線的工作頻率范圍。

一般說(shuō)來(lái)，在工作頻帶寬度內(nèi)的各個(gè)頻率點(diǎn)上,天線性能是有差異的，但這種差異造成的性能下降是可以接受的。移動(dòng)通信常用的基站天線、直放站天線與室內(nèi)天線---板狀天線

無(wú)論是GSM還是CDMA，板狀天線是用得最為普遍的一類極為重要的基站天線。這種天線的優(yōu)點(diǎn)是：增益高、扇形區(qū)方向圖好、后瓣小、垂直面方向圖俯角控制方便、密封性能可靠以及使用壽命長(zhǎng)。

板狀天線也常常被用作為直放站的用戶天線，根據(jù)作用扇形區(qū)的范圍大小，應(yīng)選擇相應(yīng)的天線型號(hào)。基站板狀天線根本技術(shù)指標(biāo)例如頻率范圍824-960MHz頻帶寬度70MHz增益14~17dBi極化垂直標(biāo)稱阻抗50Ohm電壓駐波比≤1.4前后比>25dB下傾角〔可調(diào)〕3~8°半功率波束寬度水平面60°~120°垂直面16°~8°垂直面上旁瓣抑制<-12dB互調(diào)110dBm板狀天線高增益的形成A.

采用多個(gè)半波振子排成一個(gè)垂直放置的直線陣

B.

在直線陣的一側(cè)加一塊反射板

〔以帶反射板的二半波振子垂直陣為例〕

C.

為提高板狀天線的增益，還可以進(jìn)一步采用八個(gè)半波振子排陣

前面已指出，四個(gè)半波振子排成一個(gè)垂直放置的直線陣的增益約為8dB；一側(cè)加有一個(gè)反射板的四元式直線陣，即常規(guī)板狀天線，其增益約為14~17dB。

一側(cè)加有一個(gè)反射板的八元式直線陣，即加長(zhǎng)型板狀天線，其增益約為16~19dB.

不言而喻，加長(zhǎng)型板狀天線的長(zhǎng)度，為常規(guī)板狀天線的一倍，達(dá)2.4m左右。室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)的必要性情況一：現(xiàn)代都市建筑物越來(lái)越高、越來(lái)越密集，而且多以鋼筋混凝土為骨架，再加上全封閉式的外裝修，移動(dòng)通信的無(wú)線電信號(hào)在其間受到阻擋而衰減，很難進(jìn)行正常的室內(nèi)通信；在一些高層建筑物的低層，基站信號(hào)通常較弱，存在局部盲區(qū)；在某些超高建筑物的高層，也存在盲區(qū)；諸如地下停車場(chǎng)、地下商場(chǎng)、地鐵、隧道等場(chǎng)所，通常都是盲區(qū)；在城市的邊緣區(qū)，基站密度小，在距基站較遠(yuǎn)的地方，信號(hào)本身就較小，那么，在建筑物內(nèi)，因建筑物對(duì)電磁波的阻擋損耗，室內(nèi)的通信有時(shí)就很困難。

情況二：在大中城市的中心區(qū)，基站密度都比較大，平均站距小于１ｋｍ，所以進(jìn)入室內(nèi)的信號(hào)通常比較雜亂而造成信號(hào)不穩(wěn)定。特別是在一些沒(méi)有完全封閉的建筑物中、高層，近處基站和遠(yuǎn)處基站的信號(hào)通過(guò)直射、反射、折射、繞射等方式進(jìn)入室內(nèi)，信號(hào)非常雜亂，其迭加結(jié)果為信號(hào)忽強(qiáng)忽弱不穩(wěn)定，且同頻、鄰頻干擾嚴(yán)重，造成通話過(guò)程中頻繁切換、話音質(zhì)量差以及掉話嚴(yán)重等現(xiàn)象。

為解決以上情況的覆蓋問(wèn)題，最有效的方法就是建設(shè)室內(nèi)分布系統(tǒng)，用無(wú)線接入方式將基站的信號(hào)通過(guò)有線傳送方式直接引入到室內(nèi)，使用戶在室內(nèi)能享受高質(zhì)量的個(gè)人通信效勞。室內(nèi)分布系統(tǒng)的類型及其特點(diǎn)按信號(hào)源的不同，室內(nèi)分布系統(tǒng)可分為蜂窩室內(nèi)分布系統(tǒng)和直放站室內(nèi)分布系統(tǒng)：

*蜂窩系統(tǒng)

優(yōu)點(diǎn)是信號(hào)穩(wěn)定、可靠，通信質(zhì)量好；缺點(diǎn)是建設(shè)周期較長(zhǎng)，一次性投資大，還需支付傳輸線路的租賃費(fèi)用。

*直放站系統(tǒng)

優(yōu)點(diǎn)是投資省、安裝方便快捷，；缺點(diǎn)是通過(guò)定向天線難以取得單一純潔的信號(hào)，系統(tǒng)的話音質(zhì)量相對(duì)蜂窩系統(tǒng)較差，且易造成對(duì)其他基站的干擾。強(qiáng)調(diào)一下，在室內(nèi)信號(hào)較弱或?yàn)楦采w盲區(qū)的環(huán)境中，如果通過(guò)定向天線可以取得較純潔且穩(wěn)定的基站信號(hào)的條件下，可以考慮采用直放站作為室內(nèi)分布系統(tǒng)的信號(hào)引入設(shè)備。

按照布線材料的不同，室內(nèi)分布系統(tǒng)可分為同軸電纜系統(tǒng)、光纖系統(tǒng)和泄漏電纜系統(tǒng)：

*同軸電纜是最常用的材料，價(jià)格廉價(jià)、性能穩(wěn)定，但線路損耗大，大型同軸電纜室內(nèi)分布系統(tǒng)通常需要多個(gè)干線放大器。

*光纖線路損耗小，可保證足夠的信號(hào)強(qiáng)度，性能穩(wěn)定可靠，但在近端和遠(yuǎn)端都需要增加光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，系統(tǒng)造價(jià)高，主要用于通信質(zhì)量要求高的大型場(chǎng)所。

*泄漏電纜系統(tǒng)不需要室內(nèi)天線，在電纜通過(guò)的地方，信號(hào)即可泄漏出來(lái)，完成覆蓋。泄漏電纜室內(nèi)分布系統(tǒng)安裝方便，但對(duì)電纜的性能要求高，造價(jià)高，使用較少。室內(nèi)分布系統(tǒng)的場(chǎng)強(qiáng)的估算經(jīng)驗(yàn)證明，在室內(nèi)環(huán)境下，電波傳播距離很近時(shí)，傳輸損耗非常接近自由空間的情況，其計(jì)算公式為：

Ｌｓ＝(4πd／λ)２＝(4πdf／c)２

式中，d為傳輸距離，單位為m；f為電波頻率，單位為Hz；c為光速，c=3×108m/s。

通常用對(duì)數(shù)表示為：

Ｌｓ〔dB〕＝10Lg(4πdf／c)２＝20Lg(4π／c)+20Lg〔f〕+20Lg〔d〕

在ｆ=1000MHz時(shí)，有：

Ｌｓ〔dB〕＝32.44＋20Lg〔d〕

不同距離的損耗如下：

ｄ＝1m

Ｌｓ〔dB〕＝32.44(dB)

ｄ＝5m

Ｌｓ〔dB〕＝46.42(dB)

ｄ＝10m

Ｌｓ〔dB〕＝52.44(dB)

ｄ＝20mＬｓ〔dB〕＝58.44〔dB〕

室內(nèi)吸頂天線增益一般為GT=3dB，假設(shè)天線的下行輸出功率為PT

=10dBm，那么在天線口正方向ｄ＝1m處，天線〔增益一般說(shuō)成GR=2dB〕所收到的功率PR為：

PR＝PT

–Ｌｓ〔dB〕+GT+GR=10–32.44+3+2=–17.44(dBm)

假設(shè)天線在天花板(石膏或木質(zhì))內(nèi)，電波對(duì)其的穿透衰耗的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為5dB左右，那么所收到的功率PR應(yīng)修正為：

PR＝–17.44–5=–22.44(dBm)。

當(dāng)電波傳播距離較遠(yuǎn)時(shí)，各個(gè)方向傳播途中，電磁波將發(fā)生反射、繞射和穿透。經(jīng)驗(yàn)給出綜合考慮電波傳播過(guò)程中建筑結(jié)構(gòu)引起的衰減最大值約為13dB，再加上5dB的信號(hào)波動(dòng)值，那么例如在距天線２０ｍ處，那么所收到的功率PR為：

PR＝PT

–Ｌｓ〔dB〕+GT+GR–〔13+5〕

＝10–58.44+3+2–18=–61.44(dBm)順便指出：

對(duì)于不同材質(zhì)的隔墻，阻擋所造成的穿透衰耗的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為〔5~20〕dB；

樓層間一般為鋼筋水泥材質(zhì)的隔層，穿透衰耗為20dB以上。

自由空間電磁波衰耗經(jīng)驗(yàn)公式：Loss(dB)=32.5+20lgD+20lgFD---Distance：兩端之間自由空間距離，單位：公里；F---Frequency：通信電磁波頻率，單位：MHz。二、電磁波空間傳輸損耗損耗是指在傳輸過(guò)程中因傳輸介質(zhì)等因素引起的能力損失。無(wú)線信道空間傳輸損耗超高頻和微波波段信號(hào)的空間傳播，會(huì)對(duì)信號(hào)帶來(lái)多種傳輸損傷、很大衰減和多徑衰落。1.直線傳播損傷●衰減和失真;●自由空間損耗;●噪聲;●大氣吸收;●多徑和折射。2.衰減因素雙絞線、電纜到光纖、波導(dǎo)等傳輸媒體，都是導(dǎo)向媒體，而在自由空間長(zhǎng)距離的電磁波傳播，屬于非導(dǎo)向媒體傳輸;因此衰減是較為復(fù)雜的距離函數(shù)，并在地球周圍受到充滿大氣層的影響。傳播衰減主要影響因素是:傳播頻段f，傳播距離L，電磁波速率C〔近于光速〕。自由空間傳播損耗1.微波段信號(hào)遠(yuǎn)程傳播如衛(wèi)星到地面約36000km。信號(hào)波束隨傳播距離而發(fā)散。上行鏈路的發(fā)射信號(hào)功率，由大功率速調(diào)管可達(dá)上千瓦，而衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器只能靠太陽(yáng)能供電，由于衛(wèi)星外表積受限，因此下行鏈路發(fā)射功率很難到達(dá)上百瓦。因此地球站接收信號(hào)功率不過(guò)微瓦級(jí)，并且還包含了收、發(fā)天線增益幾十個(gè)dB的補(bǔ)償效果。2.空間傳播損耗〔dB〕多徑傳播和多徑衰落1.多徑傳播天線輻射的信號(hào)以三種方式傳播:地波、天波和空間波〔后者即稱謂的直線波〕;●當(dāng)電磁波遇有比其波長(zhǎng)要大的障礙物時(shí)，那么發(fā)生反射;●并在該物體邊界進(jìn)行衍射〔繞射〕;●假設(shè)障礙物尺寸不大于電磁波長(zhǎng)，會(huì)發(fā)生散射，即散射成幾路弱信號(hào)———多徑衰落。2.多徑傳播后果●多徑到達(dá)的信號(hào)，由于相位不同，強(qiáng)弱相差很大，假設(shè)無(wú)序混迭、相位抵消，就使接收信號(hào)難以檢測(cè)與恢復(fù)質(zhì)量良好的信息;●產(chǎn)生嚴(yán)重的碼間干攏〔ISI〕;●特別是在較高速度