談無線電波傳播中受到空間環(huán)境的影響范文

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【關(guān)鍵詞】無線電波；空間環(huán)境；傳播特性

引言：

無線電波傳播過程中盡管已經(jīng)排除大量信息干擾，但空間環(huán)境中有許多因素對(duì)無線電波傳播還是有影響的。其中，地球磁場(chǎng)和城外等離子體環(huán)境是最重要的因素，往往是不可預(yù)測(cè)的，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致信息傳輸失真或不能正常工作。

一、無線電波傳播的空間環(huán)境

（一）地球磁場(chǎng)。我們所說的地球磁場(chǎng)并不是獨(dú)立存在的，他在外界的干擾下，探測(cè)出太陽風(fēng)在運(yùn)轉(zhuǎn)，太陽風(fēng)主要是將氫和氮電離產(chǎn)生的一種粒子流，他的特性主要是高溫、高速和低密度，屬于無線電波傳播中的一種特性介質(zhì)。此外，如果有地磁脈動(dòng)的現(xiàn)象出現(xiàn)，則相關(guān)帶分為左極化波和右極化波。這樣的變化也會(huì)引起電離層的相應(yīng)變化，其中電離層風(fēng)暴就是一個(gè)典型的例子。因此，電磁波的傳播受到地球磁場(chǎng)的嚴(yán)重影響。內(nèi)磁場(chǎng)是指地球的基本磁場(chǎng)和地殼的感應(yīng)磁場(chǎng)，外磁場(chǎng)是指地球附近電力系統(tǒng)形成的磁場(chǎng)。

（二）等離子體環(huán)境。我們?cè)谔綄さ入x子體環(huán)境中，發(fā)現(xiàn)他有三種不同類型的等離子體環(huán)境。第一類是電離層等離子體環(huán)境，目前，電離層的研究多采用拋物線模型和指數(shù)模型等簡(jiǎn)單的電離層模型。他在無線電波傳播中影響非常大，在日常通信中受到很大的干擾，造成通信質(zhì)量不佳。電離層其實(shí)是一種傳輸介質(zhì)，他的不均勻和時(shí)變影響著整個(gè)電磁波的傳播。第二類，星際和太陽等離子體的環(huán)境：研究人員稱之為“凍結(jié)磁場(chǎng)”的太陽風(fēng)似乎將地球磁場(chǎng)吹離地球。盡管如此，在剛才提到的地球磁場(chǎng)還是會(huì)阻止“凍結(jié)磁場(chǎng)”的直行，在地球磁場(chǎng)的影響下，太陽風(fēng)只能繞著地球磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)，不能直接跨越地球磁場(chǎng)，從而形成了保護(hù)磁場(chǎng)，并且有效的阻止了太陽風(fēng)對(duì)無線電波的干擾。太陽風(fēng)是太陽噴出的等離子體流，磁場(chǎng)強(qiáng)度由等離子體流和太陽之間的距離決定。第三，地球的磁氣圈等離子體環(huán)境：磁氣圈是近地空間與太陽風(fēng)之間的過渡帶，太陽風(fēng)將能量傳遞到磁氣圈，然后通過磁氣圈的轉(zhuǎn)換和輸送，再結(jié)合電離層和熱層，將其對(duì)近地環(huán)境的影響，進(jìn)而對(duì)無線電波的傳播，其影響程度由太陽風(fēng)能決定。

二、無線電波傳播特性

我們?cè)跓o線電波傳播中需要熟悉他的傳播特性，我們一直在猜想讓無線電波在真空中傳播，這種傳播稱之為自由空間傳播。不過在現(xiàn)實(shí)生活中真空傳播還沒有得到實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樵谡婵諅鞑ブ心芰坎粫?huì)被障礙物吸收，也不會(huì)被反射。

（一）擴(kuò)散衰減。無線電波隨距離的增加而逐漸衰減，擴(kuò)散衰減就是在距離范圍內(nèi)產(chǎn)生的功率的速度會(huì)衰減，并且與實(shí)際傳播距離的平方成反比。

（二）介質(zhì)折射、吸收的衰減。介質(zhì)折射和吸收的衰減主要和折射率和吸收的衰減有關(guān)，折射率與消光系數(shù)影響介質(zhì)在無線電波傳播中的形式，并且折射率會(huì)隨著傳播的頻率增加而減小。

三、無線電波傳播中受空間環(huán)境的影響因素

（一）電磁波的折射率。折射率是物質(zhì)的性質(zhì)，而不是電磁波的性質(zhì)。所以一般說一種物質(zhì)的折射率在什么頻率是什么，而不是電磁波的折射率是多少。所有材料的折射率都隨波長(zhǎng)變化，這就是所謂的材料色散。不同材質(zhì)在電磁波的頻率影響下產(chǎn)生不同的折射率，并且隨著頻率的增加折射率減小。因此很難有一個(gè)簡(jiǎn)單的規(guī)律加以推廣，電磁波的傳播速度會(huì)受到介質(zhì)的變化而變化，從課本知識(shí)的公式可知，無線電波的傳播特性與介質(zhì)的折射率有著直接的關(guān)系。我們說的折射率其實(shí)是材料的屬性，與電磁波屬性無關(guān)。當(dāng)電磁波進(jìn)入不同介質(zhì)時(shí)波速是不一樣的，他的速度主要影響因素是介質(zhì)的電介數(shù)和磁導(dǎo)率，穿過不同的介質(zhì)時(shí)波速不同，利用折射現(xiàn)象保證能量以最小的犧牲代價(jià)傳播，在發(fā)生折射現(xiàn)象時(shí)電磁波量子的質(zhì)量不會(huì)發(fā)生改變?yōu)榱吮戎挡蛔儯?dāng)在不同介質(zhì)速率因介質(zhì)發(fā)生改變時(shí)，就引起頻率也發(fā)生改變。

（二）電離層閃爍。所謂電離層閃爍，是指無線電波通過密度不均勻電離層時(shí)，其振幅、偏振和相位的變化。其中，信號(hào)電平波動(dòng)相對(duì)較快，信號(hào)峰值波動(dòng)在1~10dB之間，幾個(gè)小時(shí)內(nèi)一直存在。給出了單位時(shí)間接收功率與平均接收功率之比的計(jì)算公式。如果我們想實(shí)現(xiàn)電離層頻率的有效多樣性可以通過控制電離層閃爍，就必須利用更寬的帶寬，但這種做法并不符合目前的發(fā)展研究。另外，采用空間多樣性去處理電離層中大量不規(guī)則的漂移想象，而且這種現(xiàn)象出現(xiàn)在兩個(gè)距離較遠(yuǎn)的區(qū)域，在短時(shí)間內(nèi)無法保持聯(lián)系，因此這種想法是不可取的。結(jié)論：我們通過對(duì)無線電通信的不斷研究，了解到無線電通信對(duì)人類進(jìn)步的重大意義，而且方便了人們?nèi)粘Ｉ睿_發(fā)出高品質(zhì)的通信產(chǎn)品，應(yīng)用在廣播、導(dǎo)航和雷達(dá)定位，帶動(dòng)整個(gè)社會(huì)進(jìn)步。

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作者：孔飛 單位：青海省海東市民和縣31668部隊(duì)