通信在我們身邊無處不在，那么什么是通信呢？

廣義的通信是指：無論采用什么方法、使用什么傳輸媒介，只要將信息從一地傳送到另一地，均可稱為通信。從這個意義講，古代的飛鴿傳書和利用烽火傳遞信息都屬于通信。而狹義的通信就是我們現(xiàn)在所學(xué)習(xí)的真正從技術(shù)層面來講的包括電信、廣播電視等通信技術(shù)。

一定意義上講，通信系統(tǒng)的發(fā)展可以歸納為從簡單到復(fù)雜，從有線到無線，從模擬到數(shù)字的過程。

一件簡單的雙向通信系統(tǒng)的模型如下圖所示：

?其中信道可以分為有線信道和無線信道，而無線信道的傳輸媒介為自由空間的電磁波。無線電波按波長分為超長波、長波、中波、短波、超短波和微波。

無線信道中電磁波的傳播原理

電磁波是電磁場的一種運(yùn)動形態(tài)，是在空間傳播的周期性變化的電磁場。電場和磁場的振動方向相互垂直，二者和波的傳播方向也垂直，所以電磁波是橫波。

麥克斯韋電磁理論：（1）變化的磁場激發(fā)電場，變化的電場激發(fā)磁場。（2）磁場激發(fā)的感應(yīng)電場是旋渦場，它的電力線是閉合的，封閉曲面的電場凈通量為零，也就是說，進(jìn)入封閉曲面多少電場通量，就從封閉曲面出來多少電場通量。變化的電場激發(fā)的磁場也是旋渦場，磁感應(yīng)線是閉合線，封閉曲面的磁場凈通量為零，也就是說進(jìn)入封閉曲面多少磁場通量，就從封閉曲面出來多少磁場通量。（3）電場與磁場之間相互聯(lián)系，相互激發(fā)，時間上周而復(fù)始，空間上交鏈重復(fù)。

電磁波的傳播原理如圖所示：

電磁波的傳播大致上可以分為直射、反射、散射和繞射。

由發(fā)射天線沿直線到達(dá)接收點(diǎn)的無線電波，被稱為直射波。

無線信號通過地面或其他障礙物反射到達(dá)接收點(diǎn)，稱為反射波。

當(dāng)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間的無線路徑被尖利的邊緣阻擋時，無線電波繞過障礙物而傳播的現(xiàn)象稱為繞射。

當(dāng)波穿行的介質(zhì)中存在小于波長的物體，并且單位體積內(nèi)阻擋體的個數(shù)非常巨大時，將引起波經(jīng)此處后四處發(fā)射，就是散射。

無線信道傳輸

奈奎斯特帶寬：奈奎斯特帶寬就可以如下描述：如果帶寬為B，那么可被傳輸?shù)淖畲笮盘査俾示褪?B；反過來說如果信號傳輸速率為2B，那么頻寬為B的帶寬就完全能夠達(dá)到此信號的傳輸速率。奈奎斯特帶寬指的是信道無噪聲的理想情況，這種理想情況在實(shí)際中并不存在。

對于數(shù)字傳輸而言，帶寬和信噪比共同決定了一個信道的容量，可以用一個簡單的公式來描述，這個公式是由香農(nóng)推理出來的，這就是著名的香農(nóng)定理：

慢衰落

所謂大尺度效應(yīng)，也稱大尺度衰落或者慢衰落。無線電傳播過程中，信號強(qiáng)度曲線的中值呈現(xiàn)慢速變化。慢衰落反映的是瞬時值加權(quán)平均后的中值，反映了數(shù)百波長范圍內(nèi)接收電平的均值變化。

慢衰落的產(chǎn)生原因大致可分為兩種情況：

（1）高大建筑物、樹林和高低起伏的地勢地貌的阻擋，造成電磁場的陰影，致使接收信號下降。

（2）大氣折射條件變化（大氣介電常數(shù)變化）使多徑信號相對延時變化，造成同一地點(diǎn)場強(qiáng)中值隨時間的慢變化。

陰影效應(yīng)：在無線電波的傳播路徑上，遇到地形不平、高低不等的建筑物、高大的樹木等障礙物的阻擋時，在阻擋物的背面，會形成電波信號場強(qiáng)較弱的陰影區(qū)，這一現(xiàn)象叫陰影效應(yīng)，和可見光的陰影效應(yīng)類似，只不過我們?nèi)庋劭床坏?。終端從無線電波直射的區(qū)域移動到某地物的陰影區(qū)時，接收到的無線信號場強(qiáng)中值就會有較大幅度的降低。

快衰落

小尺度效應(yīng)又稱小尺度衰落、快衰落?？焖ヂ渚褪墙邮招盘枅鰪?qiáng)瞬時值的快速起伏、快速變化。由于各種地形、地物、移動體引起的多徑傳播信號相位不同、幅度也不同，在接收點(diǎn)疊加后信號幅度波動劇烈。它反映了移動臺在極小范圍內(nèi)（數(shù)十波長以下量級）移動時接收電平平均值的起伏變化趨勢。小尺度效應(yīng)一般是由多徑傳播引起的。所謂多徑傳播，指的是同一傳輸信號沿兩個或多個路徑傳播，以微小的時間差到達(dá)接收機(jī)的信號相互干擾。

多徑傳播：信號從發(fā)射端到接收端常有許多時延不同、損耗各異的傳輸路徑，可以是直射、反射或是繞射。無線電波的多徑效應(yīng)是指不同路徑的相同信號在接收端疊加會增大或減小接收信號能量的現(xiàn)象。

傳播后其接受信號強(qiáng)度為：直射>繞射>反射>散射

多普勒效應(yīng)

多普勒效應(yīng)是指無線電波在波源快速移向觀察者時接收頻率變高。當(dāng)警車的警報聲、賽車的發(fā)動機(jī)以一定的速度接近我們的時候，聲音會比平常更刺耳；離我們遠(yuǎn)去的時候，聲音會緩和一些；同樣的道理，你可以在火車經(jīng)過時聽出刺耳聲的變化，這就說明了多普勒效應(yīng)的存在。

在移動通信中，當(dāng)移動臺移向基站時，接收頻率變高；遠(yuǎn)離基站時，頻率變低。接收頻率隨移動臺與基站之間相對移動速度變化的現(xiàn)象，就是移動通信中的多普勒效應(yīng)。終端和基站的相對移動速度越大，頻偏越嚴(yán)重，這就要求在高速移動的通信中，必須考慮頻偏問題。

塔下黑

高的天線塔下的部分往往反而是天線信號最弱的地方如同燈塔能照到很遠(yuǎn)的地方，卻無法照亮自己的腳下所以叫做“塔下黑”。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的1.电磁波传播原理，慢衰落、快衰落、阴影效应、多径传播、多普勒效应、塔下黑。的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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