1.无线射频基础知识

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1、无线传播原理是进行移动通信系统工程设计与研究、频谱有效利用、电磁兼容性等课题所必须了解和掌握的基本理论。在规划和建设一个移动通信网时，从频段的确定、频率分配、无线电波的覆盖范围、计算通信概率及系统间的电磁干扰，直到最终确定无线设备的参数，都必须依靠对电波传播特性的研究、了解和据此得到的传播模型进行场强预测。电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面，电流会产生磁场，变动的磁场则会产生电流。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场。在低频的电振荡中，磁电之间的相互变化比较

2、缓慢，其能量几乎全部返回原电路而没有能量辐射出去；在高频率的电振荡中，磁电互变甚快，能量不可能全部返回原振荡电路，于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去，不需要介质也能向外传递能量，这就是一种辐射。电磁波是能量的一种，凡是高于绝对零度的物体，都会释出电磁波。描述电磁场的基本理论，是大家耳熟能详的“麦克斯韦方程组”：Maxwell'sequationsNo.1方程：描述了电场的性质。No.2方程：描述了磁场的性质。No.3方程：描述了变化的磁场激发电场的规律。

3、No.4方程：描述了变化的电场激发磁场的规律。无线电波的波长、频率和传播速度的关系，可以用以下公式表示：λ（波长）＝Ｖ（速度）/ｆ（频率）无线电波在真空中的传播速度为光速c（3E+8米/秒）；在介质中的传播速度小于光速。不过，实际计算波长时，为了方便起见，通常忽略介质的影响，以光速计算。UHF频段与其他频段相比，在覆盖效果和容量之间折衷的比较好，因此被广泛应用于移动通信领域。当然，随着人们对移动通信的需求越来越多，需要的容量越来越大，移动通信系统必然要向高频段发展。除了以上的频带划分方

4、法外，对于UHF以上频段，还有一种按照“雷达波段”的划分方法，使用也比较普遍：P波段：230~1000MHz；L波段：1000MHz~2000MHz；大家熟知的GPS系统，其工作频率就在此波段（1575MHz左右）；S波段：2000MHz~4000MHz；C波段：4000MHz~8000MHz；目前主要用于卫星电视转播；X波段：8000MHz~12.5GHz；目前主要用于微波中继；Ku波段：12.5GHz~18GHz；目前主要用于微波中继和卫星电视转播；K波段：18GHz~26.

5、5GHz；Ka波段：26.5GHz~40GHz；在不同的频段内的频率具有不同的传播特性：频率越低，传播损耗越小，覆盖距离越远，绕射能力越强。但是，低频段频率资源紧张，系统容量有限，因此主要应用于广播、电视、寻呼等系统。高频段频率资源丰富，系统容量大；但是频率越高，传播损耗越大，覆盖距离越近，绕射能力越弱。另外频率越高，技术难度越大，系统的成本也相应提高。无线电波可通过多种方式从发射天线传播到接收天线：直射波或地面反射波、绕射波、对流层反射波、电离层反射波。发射机与接收机间最简单的传播

6、方式是自由空间传播，即所谓的直达波或视距波，可用于卫星和外部空间通信，或者用于陆上视距传播（两个微波塔之间）。自由空间指该区域是各向同性（沿各个轴特性一样）且同类（均匀结构）。在地表附近，无线电波的传播主要表现为地波传播。地波传播可看作是直射波和地面反射波的综合。直射波和反射波叠加的结果可能使信号加强，也可能使信号减弱，即所谓的多径效应。绕射波是建筑物内部等阴影区域信号的主要电波来源。绕射波的强度受传播环境影响很大，且频率越高，绕射信号越弱。对流层反射波产生于对流层，主要应用于波长小

7、于10米（即频率大于30MHz）的无线通信中。对流层是异类介质，会根据天气情况而随时间变化。它的反射系数随高度增加而减少，这种缓慢变化的反射系数会使电波弯曲，而且在传播时具有较大的随机性。当电波波长小于1米（频率大于300MHz）时，电离层是反射体，从电离层反射的电波可能有一个或多个跳跃，因此这种传播用于长距离通信。同对流层一样，电离层也具有连续波动的特性。在一个典型的蜂窝移动通信环境中，由于接收机与发射机之间的直达路径被建筑物或其他物体所阻碍，所以，在蜂窝基站与移动台之间的通信往往不是通

8、过直达路径，而是通过许多其他路径完成的。在UHF频段，从发射机到接收机的电磁波的主要传播模式是散射，即从建筑物平面反射或从人工、自然物体折射，如图所示。所有的信号分量合成产生一个复合波，它的信号的强度根据各分量的相对变化而增加或减小。其合成场强在移动几个波长的距离中会有20～30dB的变化，其最大值和最小值发生的位臵大约相差1/4波长。这种由于不同传播路径信号合成产生的信号波动，称为多径效应或快衰落。无线信道是随机时变信道，信号在无线信道中传播，会产生传播损耗（路径损耗），慢衰落（阴影衰落）