障礙物電波繞射傳播

障礙物繞射傳播的參數(shù)為衰減和相移。其中主要的是繞射衰減A=20lg(E0/E)分貝，式中E為接收點(diǎn)的繞射場(chǎng)強(qiáng)；F0為相同距離上的自由空間場(chǎng)強(qiáng)。障礙物的繞射特性，與無(wú)線(xiàn)電波長(zhǎng)λ、障礙物高度h（從收、發(fā)點(diǎn)連線(xiàn)算起,向上為正）、障礙物頂部曲率半徑R 和繞射角θ等有關(guān)。如果曲率半徑不大,R/λ<2/(10θ)^3，則障礙物可視為刃形（圖1a）。

繞射場(chǎng)強(qiáng)可按遮光板邊緣的光學(xué)繞射理論(即菲涅爾－克?；舴蚶碚?計(jì)算，繞射衰減為 A=3.01-10lg{[0.5-C(v)]^2 [0.5-S(v)^2]}

式中F1為第一菲涅爾區(qū)半徑；d1、d2分別為發(fā)射點(diǎn)和接收點(diǎn)到障礙物的距離;C(v)和S(v)為菲涅爾積分。J(v)的圖像如圖2。由圖中看出，當(dāng)h=-0.577F1時(shí)，A=0，即繞射場(chǎng)強(qiáng)達(dá)到自由空間場(chǎng)強(qiáng)；h=0時(shí)，A=6.02dB。當(dāng)v較大時(shí),J(v)=13 20lgv。

如果障礙物頂部曲率半徑足夠大， R/λ>2/(10θ)^3，則障礙物可視為圓頂形（圖1b）。對(duì)此必須利用波動(dòng)方程處理。作為一級(jí)近似，圓頂障礙物繞射衰減可以表示為 A=【J(v) T(ρ) Q(x)】 (dB)

式中J(v)為菲涅爾-克?；舴蚶@射分量，da、db分別為發(fā)射點(diǎn)、接收點(diǎn)到障礙物上的視平點(diǎn)間的距離；d為發(fā)射點(diǎn)到接收點(diǎn)之間的距離。

T(ρ)為電波入射于曲面時(shí)發(fā)生的附加損耗，T(ρ)=7.2ρ-2ρ^2 3.6ρ^3-0.8ρ^4

Q(x)為電波沿障礙物頂部曲面?zhèn)鞑r(shí)產(chǎn)生的附加損耗

對(duì)于多個(gè)障礙物的繞射現(xiàn)象，通常難于進(jìn)行精確的理論計(jì)算。在工程上,常在單個(gè)障礙物的繞射計(jì)算基礎(chǔ)上,用某些近似方法進(jìn)行估算，或者通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)量。

在同樣的光滑地球表面的電路上，有時(shí)，出現(xiàn)障礙物時(shí)的繞射信號(hào)比沒(méi)有障礙物時(shí)的繞射信號(hào)還強(qiáng)。這種現(xiàn)象稱(chēng)為障礙增益現(xiàn)象。原因是在球面繞射時(shí)，傳播路徑都在球面附近，所以沿途都遭受衰減；而在障礙物繞射時(shí),傳播路徑離開(kāi)地面,電波主要在障礙物頂部遭受衰減。特別當(dāng)障礙物兩側(cè)電路上的地形對(duì)反射有利時(shí)，接收點(diǎn)還可能出現(xiàn)多條同相路徑分量，從而使總的接收信號(hào)進(jìn)一步加強(qiáng)。不僅如此，在遠(yuǎn)距離傳播電路上，超短波和微波障礙物繞射信號(hào)還可能比相應(yīng)的對(duì)流層散射信號(hào)強(qiáng)。因此，障礙物繞射是實(shí)用中值得重視的一種遠(yuǎn)距離傳播方式。

在工程上，為了獲得較高的繞射場(chǎng)強(qiáng)，必須適當(dāng)?shù)剡x擇地形、收發(fā)點(diǎn)位置和天線(xiàn)高度。必要時(shí)還可在障礙物頂部外加金屬板以改變電波方向，把一條電路變成兩條視線(xiàn)電路的串聯(lián)（無(wú)源中繼）；或者外加繞射體，用來(lái)改善障礙物繞射性能。繞射體有屏蔽型和介質(zhì)型兩種，前者用于阻擋接收?qǐng)鲋械姆聪喾至浚缓笳邉t用來(lái)把接收?qǐng)鲋械姆聪喾至孔兂赏喾至俊?/p>