【摘 要】在規(guī)劃微波頻段的無線電系統(tǒng)時，還應(yīng)當(dāng)充分考慮微波頻段的各種其它傳播模式。根據(jù)系統(tǒng)所處的傳播環(huán)境分析其可能受到視距內(nèi)、視距外的干擾源干擾的可能性，這樣才能最大限度地保證系統(tǒng)的可靠性。

【關(guān)鍵詞】傳播空間 微波 干擾

微波系統(tǒng)因其傳輸容量大、線路質(zhì)量穩(wěn)定、頻率資源空間可復(fù)用性強等優(yōu)點，在多方面得到廣泛應(yīng)用。一般將微波系統(tǒng)視為視距傳播系統(tǒng)。但實際上，電波傳播環(huán)境對微波頻段的電波傳播有較大影響。

一、微波頻段的傳播機制

在微波頻段，干擾信號可能以多種方式從干擾源傳播至受擾。其中，信號傳播在全時段存在的“長期”傳播機制，主要有視距傳播、繞射傳播和對流層散射傳播。

干擾信號傳播如果受天氣等變化的因素的影響，只能在一段時間內(nèi)存在，則屬于“短期”傳播機制。主要有因多徑效應(yīng)而顯著增強的視距傳播、水凝物散射、上升層反射/折射、大氣波導(dǎo)等。

二、微波頻段傳播機制的特點及其對系統(tǒng)間電磁兼容的影響

（一）視距傳播

視距傳播是造成干擾的主要傳播方式。視距傳播的機制比較簡單，但在地形比較復(fù)雜的地面?zhèn)鞑キh(huán)境中，由于地面、地形、地物反射等因素的存在，會出現(xiàn)多徑傳播效應(yīng)，有時會使視距傳播干擾信號增強。

（二）繞射傳播

電波在傳播過程中遇到尺寸遠大于波長的障礙物時，會有部分能量改變傳播方向，輻射到被障礙物遮擋的區(qū)域中去。受擾點接收干擾信號的強度受障礙物的尺寸和特點、電波被阻擋的程度、電波波長的決定。在沒有視距傳播路徑時，繞射傳播有比較精確的計算方法，可根據(jù)障礙物的形狀，分為球面繞射、刃峰繞射和圓柱形截面障礙繞射。

（三）對流層散射傳播

這種傳播機制的原理比較復(fù)雜，有多種解釋。一般可看作是由于對流層折射指數(shù)隨機不均勻體對入射無線電波的再輻射，將無線電傳送到視距距離以外的一種傳播機制。對流層折射指數(shù)理論上講在水平方向是均勻的。因此折射指數(shù)的等值面應(yīng)當(dāng)是與地球同心的球面。但實際上，等值面很少是同心球形狀的，而是具有各種尺度的不均勻體。折射指數(shù)不均勻體在入射電波的照射下會產(chǎn)生二次輻射，使原來朝一個方向傳播的電波在偏開的方向上也有能量傳播。偏開的角度越大，能量就越小。這就是對流層散射傳播的機制。

當(dāng)干擾臺站與受擾臺之間相距很遠時，受地球曲率的影響，繞射傳播的強度非常小，而散射傳播還可以維持相對較高的強度。一般來說，散射傳播的干擾信號決定了受擾臺站接收的背景干擾信號水平。如果接收臺站對干擾非常敏感，或者是在可以形成散射傳播的環(huán)境中，存在功率極大的臺站，如雷達，則可能成為影響系統(tǒng)間電磁兼容的因素。由于此機制下干擾信號可以傳播很遠（數(shù)百公里），因此必須認真加以分析。

（四）水凝物散射

大氣中的水凝物，如雨滴、云霧等，對微波頻段的電波有散射作用，可以成為干擾臺站與受擾臺站之間的干擾傳播途徑之一。值得注意的是，水凝物散射作用是全向的，即使降雨遠在大園路徑之外也可以引起的電波的散射。在降雨頻繁地區(qū)，需考慮水凝物對微波系統(tǒng)間干擾的影響。

（五）上升層反射/折射與大氣波導(dǎo)

大氣的折射率隨高度變化。如果在某個高度上發(fā)生大氣折射率的明顯變化，在此高度上就形成了折射率突變的大氣層結(jié)。從地面上，電波以一定角度入射這到這一位置，會發(fā)生向地面的反射，或是連續(xù)折射而使電波重新入射向地面。如果在地面和大氣層結(jié)中或是兩個不同的大氣層結(jié)中發(fā)生連續(xù)的來回反射，形成使電波傳向遠方的導(dǎo)波結(jié)構(gòu)，就形成了大氣波導(dǎo)。大氣波導(dǎo)是造成短時期內(nèi)微波系統(tǒng)間干擾的最重要因素。因為電波以此機制傳播時，衰減很小，而且能超越地平線沿地面?zhèn)鞑ハ喈?dāng)遠的距離（在海面上可超過500公里）。當(dāng)傳播距離為數(shù)百公里時，其傳播衰減低于自由空間傳播衰減。大氣波導(dǎo)的形成與氣候有重要關(guān)系。在海邊，大氣波導(dǎo)發(fā)生的概率較高。在內(nèi)地有些地方也有較高的發(fā)生概率。進行微波系統(tǒng)間電磁兼容分析時，需要認真考慮所在傳播環(huán)境的大氣波導(dǎo)發(fā)生的概率，將其作為一個重要因素來分析系統(tǒng)間的干擾。

三、微波系統(tǒng)間干擾傳播環(huán)境的影響

進行微波臺站布局規(guī)劃，指配微波臺站工作頻率時，必須對臺站可能受到的干擾情況做出分析，才能保證臺站的正常工作。進行分析時，考慮的重點就是臺站所處的傳播環(huán)境。如前文所述，干擾信號可能以多種機制傳播，特點各不相同。這些機制能夠在多大程度上發(fā)揮作用。與環(huán)境因素有密切的關(guān)系。從這些傳播機制各自特點上可以看出，在微波頻段，需要研究的環(huán)境因素主要包括兩個方面：

一是地面的特性。這主要包括地面及其地面覆蓋物，它是影響微波頻段無線電波傳播的一個重要因素。地面及其覆蓋物可以引起無線電波的反射、散射、遮蔽和阻擋（繞射衰減）效應(yīng)，這些傳播現(xiàn)象與地面的地形、地面的電磁特性和地形粗糙度緊密相關(guān)。例如：水面和沒有農(nóng)作物覆蓋的平原地區(qū)的田野，地面反射可以很強烈；在森林地區(qū)和山區(qū)，地面反射很小。城市的房屋建筑會無線電波的散射、反射和阻擋，產(chǎn)生嚴重的多徑衰落。在微波頻段中，首先要考慮的就是臺站間是否有通視路徑，并要考慮多徑、繞射等因素。

二是對流層的特性。對流層對無線電波傳播的影響取決其折射指數(shù)。在對流層中每時每刻都在進行著各種各樣的復(fù)雜的天氣過程，空氣的溫度、壓力和濕度等三個基本氣象參數(shù)乃至折射指數(shù)都隨時間和空間發(fā)生著各種各樣的十分復(fù)雜的規(guī)則的和隨機的變化。在對流層中，還存在各種形式的水凝體和沙塵，水凝體，如雨、霧、雪、雹等等。無線電氣象是研究對流層（特別是1公里高度以下的低層大氣層）與無線電波傳播有關(guān)的特性，主要內(nèi)容有：大氣壓強、溫度和濕度沿高度的分布；溫度和濕度沿高度的反常分布；大氣的折射指數(shù)的概率分布和變化特點；大氣地面波導(dǎo)、懸空波導(dǎo)和負折射出現(xiàn)概率的統(tǒng)計；降雨的概率分布模型，包括雨強、雨高度和雨滴尺寸等；云、霧和雪的強度以及隨時間和地點的變化。

進行微波頻段臺站間干擾分析時，必須對臺站所處的傳播環(huán)境進行認真的研究，收集盡可能詳盡的地面特性數(shù)據(jù)和無線電氣象數(shù)據(jù)，才能得出準確和全面的分析結(jié)果。在ITU的相關(guān)建議中，計算微波頻段干擾時，所需的數(shù)據(jù)除了臺站自身的參數(shù)外，還包括其地理位置、地面特點和無線電氣象數(shù)據(jù)。因此，傳播環(huán)境是對微波系統(tǒng)間電磁兼容有著重要影響的因素，必須加以認真的研究。

參考文獻：

1 現(xiàn)代雷達201209期，李洪兵、郭藝奪、宮健《強干擾背景下相干弱信源DOA估計方法》；