【摘要】隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和更新，無線電通信事業(yè)也得到了快速發(fā)展，特別是伴隨著數(shù)字化、自適應(yīng)及編碼糾錯等新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，無線電通信的可靠性有了很大的提高。由于無線電通信離不開電波的傳播，而電波傳播又與自由空間環(huán)境有著密切的關(guān)系，因此，本文試圖從空間環(huán)境特別是電離層給無線電波的傳播造成的影響方面入手進(jìn)行分析，希望能為進(jìn)一步提高無線電通信可靠性的相關(guān)研究提供參考。

【關(guān)鍵詞】空間環(huán)境無線電波傳播分析

無線電波的傳播是指其通過介質(zhì)和在介質(zhì)的分界面中的路徑，從發(fā)射點(diǎn)到接受點(diǎn)的全過程。主要研究兩個方面：一是電波傳播的物理機(jī)制，包括吸收、折射、反射、繞射、散射、多普勒效應(yīng)等，這些過程的形成由電波特性和環(huán)境特性決定；二是信號的傳播特性，包括無線電信號在傳播過程中的衰減、衰落、極化偏移和時域、頻域畸變等效應(yīng)。這兩個方面可以對信息傳輸?shù)馁|(zhì)量和可靠性產(chǎn)生重要的影響。

1無線電波傳播的主要空間環(huán)境

無線電波傳播的環(huán)境比較多，其中宇宙空間環(huán)境主要分為地球磁場和空間等離子體環(huán)境。

（一）地球磁場

地球的磁場對無線電波傳播的影響不是直接的，但是它對無線電波傳播也有著重要的影響。地球的磁場分為內(nèi)、外兩種源場，內(nèi)源場是指地球內(nèi)部的基本磁場和地殼里的感生場。外源場則是指地球附近電力體系構(gòu)成的磁場。

（二）等離子體環(huán)境

1、電離層的等離子體環(huán)境

從通訊技術(shù)的發(fā)展歷程來看，電離層的電子密度一直是影響通訊質(zhì)量的重要因素。現(xiàn)階段，在研究中常常用到的都是簡單的電離層模型，如拋物層模型和指數(shù)層模型等。電離層為異性、有耗、不均勻與時變的傳輸介質(zhì)，它能夠使從中通過的電磁波產(chǎn)生變化。

2、星際與太陽附近的等離子體的環(huán)境

太陽風(fēng)被研究者們稱為“冷凍磁場”，而太陽風(fēng)就是太陽噴射的等離子體流，這種磁場的強(qiáng)度由等離子體流和太陽之間的距離來決定的，等離子流體離太陽越遠(yuǎn)，磁場強(qiáng)度就越低。這種磁場必然會對無線電波的傳播產(chǎn)生影響，不過這種影響會根據(jù)太陽風(fēng)的強(qiáng)度來確定。

3、地球磁層等離子體環(huán)境

磁層是近地空間與太陽風(fēng)的過渡區(qū)，太陽風(fēng)向磁層傳輸能量，然后再經(jīng)過磁層的轉(zhuǎn)換和輸運(yùn)，與電離層和熱層相耦合，這樣就會對近地環(huán)境產(chǎn)生影響，從而也就會對無線電波的傳播帶來影響，其影響程度由太陽風(fēng)的能量決定。

2無線電波傳播的特性

在真空中，無線電波的傳播稱為自由空間傳播。電波在自由空間傳播時，其能量既不會被障礙物吸收，也不會產(chǎn)生反射或散射。這是一種理想化的傳播，提供了簡化的計(jì)算條件，實(shí)際上電波是不可能在真空中傳播的。

（一）擴(kuò)散衰減

電波傳播的特征主要是擴(kuò)散衰減。衰減是指距離輻射源的某個傳播距離處功率的密度和單位距離處功率的密度的比，這個值與傳播的距離的平方成反比關(guān)系。

（二）介質(zhì)折射、吸收的衰減

無線電波傳播的特性還有由介質(zhì)的折射與吸收而造成的衰減，其中前者的衰減取決于折射率n，后者主要取決于吸收的衰減常數(shù)a。下面的式子為這兩者和f（頻率）、μ（介質(zhì)磁導(dǎo)率）、ε（介電常數(shù)）、σ（介質(zhì)電導(dǎo)率）之間的函數(shù)關(guān)系。

ε0是自由空間的介電常數(shù)，N是電子的密度，V是電子和中性分子每妙的碰撞次數(shù)，e是電子的電量，m是電子的質(zhì)量。

3空間環(huán)境對無線電波傳播的影響

以上空間環(huán)境對無線電波的傳播產(chǎn)生影響的程度不同，但是這些影響都與電離層的電子密度有關(guān)。同時，我們也知道電離層的電子密度和太陽相對的位置有著密切的關(guān)系。所以，在天際的通訊中，太陽的位置及其輸送的能量對無線電波的傳播有著巨大的影響。下面重點(diǎn)分析兩種影響無線電傳播的因素。

（一）電磁波的折射率

在介質(zhì)中，電磁波的傳播速度v同ε和μ相關(guān)，我們又知道n=μrεr姨，這一公式就體現(xiàn)出了電波傳播特性和介質(zhì)折射率有著很大的關(guān)系，因此我們可以從分析介質(zhì)折射率去得出無線電波傳播受到的影響，經(jīng)過各項(xiàng)研究得出，不均勻的折射率會損耗天線指向、聚焦和散焦。

（二）電離層閃爍

無線電波在穿過密度不均的電離層時，其幅度、極化狀態(tài)、相位以及到達(dá)角都會發(fā)生變化，這種現(xiàn)象就叫做電離層閃爍。它主要表現(xiàn)在信號電平快速起伏方面，信號峰的起伏能夠達(dá)到1至10dB，持續(xù)時間為幾分鐘或者是幾小時。其閃爍的程度就是在一定時間內(nèi)接受的功率標(biāo)準(zhǔn)偏差和平均的接受功率之間的比例關(guān)系，即是

結(jié)束語

在無線電通信領(lǐng)域，電離層對人類經(jīng)濟(jì)活動具有重大意義，涉及的應(yīng)用包括廣播、無線電導(dǎo)航、雷達(dá)定位等方面，受影響的波段從極低頻直至甚高頻。因此，目前對影響無線電波傳播的因素進(jìn)行研究的方向，也主要體現(xiàn)在對電離層的研究上，以便于充分利用無線電波傳播特性，開發(fā)高質(zhì)量的通訊產(chǎn)品，從而更大地方便人們的生活。

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