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目前水文测报自动化的实现,主要是通过水文遥测通信方式来实现的,通信必须要通过无线电波在空间中传播方式来实现,无线电波在空间中传播时
影响无线电波传播的因素有以下方面:
1
.大气折射:
折射指数随高度的变化而变化,因气候、地形和季节的不同而有差异。电磁波在大气中传播时,受折射影响,其传播速度比光速偏低,传播路径发生偏离,损失小部分能量。
2
.地面反射:
平滑的地面和水面可以将一部分的信号反射到接收天线上,反射波与入射波叠加后,有可能相互抵消而产生损耗;有些时候地面上没有明显的障碍物,反射是电平产生衰落的主要因素。
3
.散射:
对流层中的大气常发生的体积大小不等,无规则的漩涡运动,这些称为大气湍流。大气湍流形成的不均匀的块式层状物使介电系数ε与周围的不同。当微波射线射到不均匀的块式层状物上来时,将使电波向周围辐射,形成对流层散射。
4
.大气吸收衰减:
大气中的分子具有磁偶极子,水蒸气分子具有电偶分子,它们能从微波中吸收能量,使微波产生衰减。
5
.雨雾衰减:
由于雨雾中的小水滴会使电磁波具有吸收和散射作用,从而造成电磁波的能量损失。
无线电波地面视距
传播电路余隙
HC
:传播余隙是收发两天线中心的连线与地形障碍物中最高点的垂直距离。
传播余隙估算公式:
R=
√λ
d1 d2/( d1 + d2)
式中:λ
—波长;
d1 – 发射点距障碍物最高点的距离;
d2 –
接收点距障碍物最高点的距离。
地面反射影响
-费涅耳区
r1+r2-d
就是反射波和直射波的行程差Δ
r=nλ
/2。显然当Δ
r是半波长的奇数倍时,反射波和直射波在
R点的作用是相同的且是最强的,此时的场强得到加强;而Δ
r为半波长的偶数倍长时,反射波在
R点的作用是相互抵消的,此时
R点的场强最弱。这些
n相同的点组成的面称为费涅耳区。费涅尔区的概念对于信号的接收,检测,判断有重要的意义。
电波的绕射传播
电波在均匀介质中传播是沿直线方向进行的,如果在它的传播方向上遇到迎面挡住的障碍物时,电波射线就力图绕过障碍物,再向前传播,这种现象叫做电波绕射传播。障碍物后面的场强,可以近似地用自由空间的场强
E0乘以衰减因子
L来计算。
E=E0·L
式中,
L值可由图所示的曲线来确定。
当电波射线不受阻挡时,
HC 与
u为正值,反之,为负值。参量
u与发射点距障碍物最高点的距离
d1、接收点距障碍物最高点的距离
d2 、波长λ的关系为:
u =
HC
√
2( d1 + d2)/(λ
·d1· d2 )
从图可以看出,电波射线被遮蔽愈多,场强愈小。如果电路余隙等于零,绕射场强等于自由空间场强的一半。
HC大于零,衰减因子
L逐渐增大,其最大值可以超过
1,即绕射场强大于自由空间场强。当
HC再增大时,
L在
1附近摆动,最后趋于
1,场强等于自由空间场强。
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