b) c)

由于地球曲率引起的小区覆盖半径有限

真实环境下的地形类型（森林、城市）引起的不同传播损耗特性

传播模型本质上就是一个曲线拟合的操作。针对大量不同频率、位置、周期和天线高度进行测量，接收信号强度被拟合到一条特定的曲线。接着，产生一个公式被用于描述这条曲线。这就是模型。为了对这些模型有一个深入的认识，下列概念需要充分的理解：

a) b) c)

地球平面 尖刃衍射 菲涅尔域

3.3. 地球平面导体

在图３－１，说明了地球表面无线电波反射的情况。我们可以设想，在没有障碍物的一个自由空间内，同时我们把地球看成是一个非常优良的导体（很烂的假设，除了在海平面上），接收天线收集的信号是一个直射波信号和一个反射波信号之和。接收天线上收到的干扰信号功率（以就是通过地面反射后，到达接收天线的功率）可以表示成：

Pr = [PtGrGt?sin(2?h1h2/?d)] / (2?d)

其中，

设想h1h2 << ?d（在角度很小的情况下）正弦函数可以被角度所取代，于是：

Pr = [PtGrGt(h1h2)2] / d4

or L = 10 log(Pt/Pr) = 20 log(d2/h1h2) – 10 log(Gr) – 10 log(Gt) 传播损耗与20 log(d2/h1h2)相关。

2

2

2

3.4. 尖刃衍射

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在无线传播中，由于直视路线上的障碍物阻挡而引起的额外损耗也可以通过计算接收机上的菲涅尔衍射图形而得出。衰减的强度和障碍物的高度（相对高于或低于直视线）以及和障碍物到接收机和发射机之间的距离有关。如上图３－２所示：

从形式上看，这个表达有点冗长。于是我们更倾向于把这种被称为“尖刃”的额外损耗用图表的方式表达出来。这种额外的损耗（也可以看成是一种衍射损耗）可以看成是参数V的一个方程。（即菲涅耳衍射参数）如下图3-3 所示

?

?

????h?[(d1 + d2) / ?d1d2]

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Figure 3-3

下图通过一张图表显示由于衍射引起的增加和衰减是如何与衍射衰减参数相关的。对于一个固定的参数-距离d1（指天线到衍射障碍物=5m，d2=495m，电磁波频率为900Mhz）我们得到图表3-1。

h -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 d2 495 495 495 495 495 495 495 495 495 495 495 495 495 495 495 495 495 495 495 495 495 d1 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 ??0.3 ??-11.6052 0.3 -10.4447 0.3 -9.28414 0.3 -8.12362 0.3 -6.96311 0.3 -5.80259 0.3 -4.64207 0.3 -3.48155 0.3 -2.32104 0.3 -1.16052 0.3 0 0.3 1.160518 0.3 2.321035 0.3 3.481553 0.3 4.642071 0.3 5.802589 0.3 6.963106 0.3 8.123624 0.3 9.284142 0.3 10.44466 0.3 11.60518 Table 3.1

注意：当障碍物的顶部没有突入无线电波的传播路径时，h的值为负。当障碍物的顶部接触到传播路径时h等于0，当障碍物顶部突入无线传播途径时，障碍物取正值。

对照图表中的参数V以及曲线的变化，我们可以发现如果“尖刃”没有突入传播路径，将产生一定的衍射增益。当h变成正值，并且突入电磁波传播的直视路径，衍射增益迅速转变成衍射损耗。

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3.5. 菲涅尔域

菲涅尔域的解释如下图所示：

1st Fresnel zoneradiusTxRxd1d2

Figure 3-4

当电磁波在传播过程中遇到物体，将发生衍射。设想一下，波以球面波的形式传播，在某

个横截面，菲涅尔域是一系列具有相同强度的点的集合而组成的同心圆。。这些同心圆以二分之一波长为间隔。

第一菲涅尔域的半径取决于电磁波的频率和天线的高度。天线高度给定的情况下，波的原

始能量包含在第一菲涅尔域内。换句话说，只有波在第一菲涅尔半径域内没有被阻挡，波将没有任何衍射衰减的将能量最大化的发射出去。为了更清楚地说明，参见图3-5：

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