劍橋無綫基礎係列：無綫電波傳播基礎 [Cambridge Wireless Essentials Series:Essentials of Radio Wave Propagation] 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

內容簡介

　　 《劍橋無綫基礎係列：無綫電波傳播基礎》對於想要快速瞭解和領悟無綫電波傳播，以便能夠足以承擔實際工程任務的網絡規劃者、硬件設計者、頻譜管理者、高級技術管理者和政策製定者來說，都是非常重要的資料，不管他們是無綫電波的初學者還是僅僅需要一本快速參考讀物的資深工程技術人員。

內頁插圖

目錄

譯者序
前言
緻謝
第1章 自由空間波傳播和口徑天綫
1.1 電磁波在自由空間的傳播：簡單解釋
1.2 口徑天綫：簡單解釋
1.3 進一步說明和計算
1.4 點到點傳輸
1.4.1 發射，定嚮和捕獲功率
1.4.2 實際天綫間的傳輸損耗
1.4.3 確定要求功率
1.4.4 計算例子
1.4.5 等效全嚮輻射功率（EIRP）
1.5 近場效應：簡單解釋
1.5.1 近場問題的深入
1.6 極化
1.7 小結

第2章 點到麵的傳輸
2.1 概述
2.2 功率密度和電場強度
2.3 場強轉化為接收信號功率
2.4 預測一定距離處的場強
2.5 頻率影響
2.6 數字移動通信的預測方法
2.6.1 0kumura-Hata模型
2.6.2 900MHz和1800MHz電波傳播比較
2.7 基站天綫
2.7.1 扇形天綫
2.8 移動站天綫
2.9 乾擾和噪聲本底
2.1 0小結

第3章 障礙物的影響
3.1 刃峰繞射
3.1.1 惠更斯原理和考紐螺綫
3.2 餘隙要求
3.3 假設和近似概述
3.4 口徑繞射
3.5 有限大平麵的反射
3.6 天綫輻射方嚮圖
3.6.1 口徑天綫的輻射圖
3.7 多峰繞射
3.7.1 各種方法的比較
3.8 實際障礙物的繞射
3.9 GTD/UTD
3.10 餘隙要求和菲涅耳區
3.11 小結

第4章 反射、散射和透射
4.1 引言
4.2 駐波圖
4.3 反射係數的確定
4.4 波在平麵上的傳播
4.5 波在水麵上的傳播
4.6 瑞利和萊斯多經環境
……

第5章 復雜環境下接收信號強度估計
第6章 大氣效應
第7章 係統設計和乾擾管理
第8章 軟件工具
第9章 總結
附錄1 分貝單位
附錄2 相量計算和相量圖
附錄3 公式錶
附錄4 鏈路預算說明
深入閱讀資料
參考文獻
國際電信聯盟（ITU）無綫通信管理局標準
作者簡介
索引

精彩書摘

這樣，當接收信號功率為- 40 dBm時，需要的發射信號功率是13.9dBm。在更高的頻率上，對相同天綫的係統分析時，損耗將會減小。應該注意的是這是在真空中的電波傳播預測。盡管很多情況下在地球大氣層空間的損耗跟自由空間是相當大小的，大氣層效應將引起衰落，導緻需要一個很大的“衰落餘量”。
對微波點對點係統中所需要的接收功率通常可作齣快速預估，該接收功率依賴於比特速率。需要的功率近似為-154+lolog（比特率）dBm。微波鏈路通常需要高性能和低誤差率，這正意味著需要高的功率。典型的移動係統工作在高的比特誤碼率條件下，因此可以在低的功率電平下正常工作，在相同比特率條件下大概比微波鏈路的工作電平低10dB。
1.4.1 發射、定嚮和捕獲功率
我們現在有一個天綫在發射和接收“模式”。作為發射天綫，將能量發射到空間。作為接收天綫，對入射的電磁波提供一個口徑來收集能量。為提高對其的認識，我們用另一種方式來考察點對點鏈接，認為拋物麵天綫具有良好的錐形輻射方嚮圖，波束寬度為3。。在Im的距離處，此天綫照射一個直徑近似為50 m的圓盤。理論上在此距離上建立一直徑為50m的接收天綫能夠接受幾乎所有的發射能量（實際上沒有天綫具有良好的錐形輻射方嚮圖，但捕獲大約80%的發射能量是可能的）。這種方式下自由空間的點對點傳輸可設計為幾乎無損耗的。然而，將會聽到無綫電工程師說“自由空間損耗”。該術語本身是一種矛盾修飾方法，其本身是矛盾的：自由空間是無耗媒質。工程師們談論的自由空間損耗指的是兩個標準天綫間發射與接收功率的不同（“標準”天綫通常是各嚮同性天綫）。這個損耗很少指齣為（但是更準確的）“傳播損耗”，即從發射天綫傳輸更遠時，能量傳播齣去。
……

前言/序言

探索無綫通信的基石：揭秘電波的奧秘 在我們這個日益互聯的世界裏，無綫通信已經滲透到生活的方方麵麵，從智能手機的每一次通話、每一次數據傳輸，到我們傢中的Wi-Fi信號，乃至全球範圍內的衛星導航和廣播電視。然而，支撐這一切的，是那些肉眼看不見、卻又無處不在的無綫電波。它們如何産生？又如何穿梭於空氣、障礙物甚至星辰之間，將信息傳遞到遙遠的目的地？本書將帶領您深入探索無綫電波傳播的奧秘，揭示這一切背後的科學原理和工程實踐。 我們將在本書中，為您細緻地剖析無綫電波的本質。您將瞭解到，無綫電波並非憑空産生，而是電磁場在空間中以波的形式傳播。我們將從麥剋斯韋方程組這一物理學殿堂級的理論齣發，追溯電磁波的起源，理解其産生機製，並探討不同頻率的電磁波所展現齣的獨特傳播特性。從低頻的長波到高頻的微波，它們在空間中的行為方式截然不同，這直接影響著我們設計和使用各種無綫通信係統的能力。 本書的重點之一，將是深入研究無綫電波在不同傳播環境下的行為。您將瞭解到，無綫電波的傳播路徑並非是一條直綫。大氣層、地麵、建築物、山巒、水體，甚至植被，都會以復雜的方式影響著電波的傳播。我們將詳細解析這些傳播機製，包括： 視距傳播（Line-of-Sight Propagation）： 這是最理想的傳播方式，電波沿著直綫傳播，主要適用於高頻段（如微波和毫米波），且傳輸距離受限於地球的麯率和路徑上的障礙物。我們會探討如何通過增加天綫高度、使用中繼站來剋服視距限製。 地麵波傳播（Ground Wave Propagation）： 低頻電波（如長波和中波）會隨著地球錶麵的麯率傳播，其傳播範圍相當廣闊，能夠繞過障礙物。我們將分析地麵波的衰減特性，以及其在長距離通信中的應用，如AM廣播。 天波傳播（Sky Wave Propagation）： 中短波電波能夠被電離層反射，從而實現遠距離通信，甚至跨越洲際。我們將深入講解電離層的結構、不同層的特性以及其對不同頻率的反射能力，並分析太陽活動、季節變化對電離層反射的影響，這是短波通信成功的關鍵。 衍射（Diffraction）： 當電波遇到邊緣或尖銳的障礙物時，會發生彎麯，繞過障礙物繼續傳播。我們會解釋衍射的物理原理，以及它如何在城市環境中幫助信號穿透建築物。 反射（Reflection）： 電波在遇到光滑的錶麵（如金屬、水麵）時會發生反射，這會産生多徑傳播，導緻信號的疊加和衰落。我們將探討反射對信號質量的影響，以及如何在接收端采取措施減輕其不利影響。 散射（Scattering）： 當電波遇到不規則的錶麵或介質（如樹葉、雨滴）時，會嚮各個方嚮散射。我們將分析散射的強度與波長、介質特性之間的關係，以及它在某些通信場景下的重要性。 穿透（Penetration）： 電波能夠穿過某些材料，例如穿過建築物牆壁、車窗等。我們將研究不同材料對電波衰減的程度，這對於室內通信和車載通信至關重要。 在深入理解瞭這些傳播機製之後，本書還將重點關注無綫電波傳播帶來的實際挑戰，以及相應的解決方案。最普遍也是最棘手的問題之一便是衰落（Fading）。由於多徑傳播、吸收、散射等多種因素的綜閤作用，接收到的信號強度會隨時間和空間發生快速、顯著的變化。我們將詳細闡述不同類型的衰落，包括： 快衰落（Fading）： 由多徑效應引起，在短時間內（空間或時間尺度上）信號強度急劇變化，導緻通信質量不穩定。 慢衰落（Fading）： 由路徑損耗、遮擋等因素引起，信號強度的長期變化，例如由於車輛移動或地形變化。 吸收衰落（Absorption Fading）： 電波在傳播過程中被介質吸收而損失能量。 陰影衰落（Shadow Fading）： 電波被建築物、山體等障礙物阻擋而形成的信號衰減區域。 為瞭剋服衰落帶來的不利影響，工程師們開發瞭各種創新的分集技術（Diversity Techniques）。本書將為您逐一介紹這些至關重要的技術，包括： 空間分集（Spatial Diversity）： 在不同的空間位置設置多個接收天綫，接收到的信號具有獨立性，可以通過選擇最佳信號或進行閤並來提高接收質量。 頻率分集（Frequency Diversity）： 在不同的頻率上發送或接收信號，不同頻率的信號受到衰落的影響程度可能不同。 時間分集（Time Diversity）： 在不同的時間點發送或接收信號，希望在不同時間點信號的衰落狀態有所不同。 極化分集（Polarization Diversity）： 利用不同極化的電波，在多徑環境下，不同極化的電波接收到的信號衰落情況可能不同。 除瞭衰落，乾擾（Interference）也是無綫通信中一個嚴峻的挑戰。來自同頻或鄰頻的其他無綫電信號、以及其他類型的噪聲，都可能嚴重影響信號的清晰度和可靠性。本書將探討不同類型的乾擾，並介紹用於抑製乾擾的技術，例如： 信道隔離（Channel Isolation）： 閤理規劃頻率分配，確保不同用戶或係統之間的信道不重疊。 濾波（Filtering）： 使用濾波器去除不需要的頻率成分。 擴頻技術（Spread Spectrum Techniques）： 將信號能量分散到更寬的頻率範圍內，從而降低乾擾的影響。 本書還將引導您瞭解無綫電波傳播的建模與預測。為瞭有效地設計無綫通信係統，需要準確預測信號在特定環境下的傳播情況。我們將介紹各種傳播模型，從簡單的經驗模型到復雜的基於物理模型，以及它們在不同場景下的適用性。您將瞭解到如何利用這些模型來估算路徑損耗、預測覆蓋範圍、優化天綫布局，以及進行乾擾分析。 此外，本書還將觸及無綫電波傳播在現代通信技術中的具體應用，例如： 蜂窩通信（Cellular Communication）： 如何在高密度地區實現大量用戶的通信，以及基站的覆蓋和頻率復用策略。 Wi-Fi和藍牙（Wi-Fi and Bluetooth）： 在傢庭和辦公環境中實現短距離無綫連接，以及信號穿透和乾擾的應對。 衛星通信（Satellite Communication）： 電波如何穿越大氣層和太空，實現全球範圍內的信息傳輸。 雷達和遙感（Radar and Remote Sensing）： 利用電波的反射和散射原理進行目標探測和環境監測。 本書的編寫旨在為讀者提供一個全麵而深入的無綫電波傳播知識體係。無論是電子工程專業的學生，還是無綫通信領域的從業人員，亦或是對無綫技術充滿好奇心的愛好者，都能從中獲得寶貴的知識和啓示。我們將以清晰易懂的語言，結閤豐富的圖示和實例，將抽象的物理概念具象化，使復雜的工程問題變得直觀。 理解無綫電波的傳播，就是理解我們這個無綫世界的脈搏。本書將是您探索這個精彩領域、掌握無綫通信核心技術的理想嚮導。讓我們一起踏上這段引人入勝的旅程，揭開無綫電波的神秘麵紗，洞悉現代通信的未來發展方嚮。