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移動(dòng)通信的電波傳播是錯(cuò)綜復(fù)雜的。在已介紹的OM模型中,給出了多種地形地物的修 正因子,利用修正因子對(duì)電波傳播特性可做出較為準(zhǔn)確的估算。除此以外,還有其他一些因 素,也將影響移動(dòng)通信的電波傳播,這些因素在進(jìn)行預(yù)測(cè)估算時(shí),也應(yīng)予以考慮。
1.街道走向的影響
電波傳播的損耗中值與街道的走向(相對(duì)于電波傳播方向)有關(guān)。特別是在市區(qū),走向與電波傳播方向平行(縱向)或垂直(橫向)時(shí),在距基站同一距離上,接收的場(chǎng)強(qiáng)中 值相差很大。這是由于建筑物形成的溝道有利于電波的傳播,因而在縱向街道上損耗較小, 橫向街道上損耗較大。也就是說,在縱向街道上的場(chǎng)強(qiáng)中值高于基準(zhǔn)場(chǎng)強(qiáng)中值,在橫向街道 上的場(chǎng)強(qiáng)中值低于基準(zhǔn)場(chǎng)強(qiáng)中值。圖1 -22給出了市區(qū)街道走向相對(duì)于基本損耗中值的修正 曲線。圖中縱坐標(biāo)分縱向修正因子匚和橫向修正因子K”,它們均為增益因子,故而匕> 0, 5c<0。從圖1-22中還可看出,隨著傳播距離的增加,這種街道走向的影響將變得越 來越小。例如在距基站5km處,縱向街道走向的接收?qǐng)鰪?qiáng)中值比橫向街道高出12dB,而在 50km處則僅高出6.5dB。
2.建筑物的穿透損耗乙
各個(gè)頻段的電波穿透建筑物的能力是不同的。一般來說,波長越短,穿透能力越強(qiáng)。同 時(shí),各個(gè)建筑物對(duì)電波的吸收也是不同的。不同的材料、結(jié)構(gòu)和樓房層數(shù),吸收損耗的數(shù)據(jù) 都不一樣。例如磚石結(jié)構(gòu)的吸收較小,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的大些,鋼結(jié)構(gòu)的最大。一般介紹的 經(jīng)驗(yàn)傳播模型都是以在街心或空闊地面為假設(shè)條件,故如果移動(dòng)臺(tái)要在室內(nèi)使用,在計(jì)算傳 播損耗和場(chǎng)強(qiáng)時(shí),需要把建筑物的穿透損耗也計(jì)算進(jìn)去,才能保持良好的可通率c即有L = - + Lp(1-32)
式中,如為實(shí)際路徑損耗中值;九為在街心的損耗中值;乙p為建筑物的穿透損耗。
一般情況下,兒不是一個(gè)固定的數(shù)值,而是-個(gè)0 ~30dB的范圍,需根據(jù)具體情況而定
3.植被損耗
樹木、植被對(duì)電波有吸收作用。在傳播路 徑上,由樹木、植被引起的附加損耗不僅取決于樹木的高度、種類、形狀、分布密度、空氣 崖 濕度和季節(jié)變化,還取決于工作頻率、天線極 琳 化、通過樹木的路徑長度等多方面因素。在城 市中,由于樹木、綠地與建筑物往往是交替存 在著的,所以它對(duì)電波傳播引起的損耗與森林 對(duì)電波傳播的影響是不同的。大片森林地帶對(duì) 電波傳播產(chǎn)生的附加損耗如圖1-24所示。圖 中曲線A與B分別相對(duì)于垂直極化波與水平極 化波,一般來說,垂直極化波比水平極化波的損耗稍大些。圖1-24的曲線可作為考慮城市 樹林影響的參考。移動(dòng)通信的空間電波傳播在遇到隧道等地理障礙時(shí),將受到嚴(yán)重衰落而不能通信。如地 鐵及地下鐵礦、煤礦井下無線調(diào)度系統(tǒng),乘坐汽車、火車在穿越山洞隧道時(shí)使用移動(dòng)電話, 均需解決隧道或地下信道的電波傳播問題。空間電波在隧道中傳播時(shí),由于隧道壁的吸收及 電波的干涉作用會(huì)受到較大的損耗。在圖1-25中,曲線A是160MHz時(shí),隧道內(nèi)兩半波偶極子天線之間的電波傳播損耗。 由圖可知,在隧道內(nèi),中等功率通信設(shè)備間的通信距離,在通常情況下為200m左右,在理 想條件下不超過300m。當(dāng)通信系統(tǒng)中的一方天線在隧道外時(shí),則由于地形、地物的阻擋, 通信距離還要大大縮短,電波在隧道中的損耗還與工作頻率有關(guān),頻率越高,損耗越小。這 是由于隧道對(duì)較高頻率電磁波形成了有效的波導(dǎo),因而使傳播得到改善,當(dāng)隧道出現(xiàn)分支或 轉(zhuǎn)彎時(shí),損耗會(huì)急劇增加。彎曲度越大,損耗越嚴(yán)重,例如450MHz的電波,在直隧道內(nèi)損 耗為6dB, 一個(gè)直角轉(zhuǎn)彎后,損耗為58dB,所以轉(zhuǎn)彎后通信距離將大大縮短。
解決電波在隧道中的傳播問題,通??刹捎脙煞N措施:一是在較高頻段(數(shù)百兆赫), 使用強(qiáng)方向性天線,把電磁波集中射入隧道內(nèi),但傳播距離也不能很長,且受到車體的影響 (特別是地鐵列車駛?cè)胨淼篮?,占用了隧道?nèi)絕大部分的空間);二是在隧道中,縱向沿隧 道壁鋪設(shè)導(dǎo)波線(通常為泄漏電纜),使電磁波沿著導(dǎo)波線在隧道中傳播,從而減小傳播損 耗。在導(dǎo)波線附近的移動(dòng)臺(tái)天線可以通過與導(dǎo)波線開放式泄漏場(chǎng)發(fā)生耦合,實(shí)現(xiàn)與基站的通 信。在圖1 -25中,曲線B為200。平衡線導(dǎo)波線的損耗曲線。