天线理论 - 波传播中的术语

在波的传播过程中，我们会经常遇到一些术语。让我们逐一讨论这些术语。

虚拟高度

当波发生折射时，它会逐渐向下弯曲，而不是急剧弯曲。但是，如果波是从该层较高高度的表面反射，则入射波和反射波的路径相同。这种较高的高度称为虚拟高度。

该图清楚地区分了虚拟高度（假设反射的波的高度）和实际高度（折射的高度）。如果已知虚拟高度，则可以找到入射角。

某一层的临界频率决定了由该层返回到地球的最高频率，该频率是由发射机向上发射到天空的。

当电离密度以方便的方式通过各层发生变化时，波将向下弯曲。能够弯曲并以最小衰减到达接收站的最大频率可以称为临界频率。它用f_c表示。

对于高于 30 MHz 的频率，存在天波传播。信号多径传播是电磁波通过天波传播时遇到的常见问题。从电离层反射的波可以称为跳跃或跳频。信号可以有多次跳跃，因为它可能会在电离层和地表之间多次来回移动。这种信号的移动可以称为多径传播。

上图显示了一个多径传播的例子。多径传播是一个术语，它描述了信号到达目的地时所经过的多个路径。这些路径包括许多跳跃。这些路径可能是反射、折射甚至衍射的结果。最后，当来自这些不同路径的信号到达接收机时，它会携带传播延迟、额外噪声、相位差等，从而降低接收输出的质量。

信号质量的下降可以称为衰落。这是由于大气效应或多径反射引起的。

衰落是指信号强度随时间/距离的变化。它在无线传输中普遍存在。无线环境中衰落最常见的原因是多径传播和移动性（物体以及通信设备的移动）。

从发射机到接收机在地球表面上可测量的距离，其中从电离层反射的信号可以以最少的跳跃或跳频到达接收机，称为跳跃距离。

最大可用频率 (MUF) 是发射机发出的最高频率，与发射机的功率无关。从电离层反射到接收机的最高频率称为临界频率，fc。

$$MUF = \frac{临界频率}{\cos\theta} = f_{c}\sec\theta$$

主要用于特定传输并预测在特定时间段内在特定路径上使用的频率称为最佳工作频率 (OWF)。

符号间干扰 (ISI) 在通信系统中更为常见。这也是信号多径的主要原因。当信号通过不同的传播路径到达接收站时，它们会相互抵消，这被称为信号衰落现象。这里应该记住，信号以矢量方式相互抵消。

电磁波不适用于水下传播。但是，如果我们将传播频率降低到极低，它们可以在水下传播。水下电磁波的衰减用趋肤深度表示。趋肤深度定义为信号衰减到 1/e 的距离。它是衡量电磁波可以穿透的深度的指标。趋肤深度用δ（delta）表示。

在对流层上方约 50 米的高度，存在一种现象：温度随高度增加。在对流层的这个区域，较高频率或微波频率倾向于折射回地球大气层，而不是射入电离层反射。这些波即使传播到 1000 公里的距离，也能绕地球曲率传播。

这种折射在这个对流层区域持续进行。这可以称为超折射或波导传播。

上图显示了波导传播的过程。波导形成的主要条件是温度反转。温度随高度升高而不是降低的现象称为温度反转现象。

我们已经讨论了在波传播中遇到的重要参数。使用这种波传播技术来传输和接收较高频率的波。

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