菲涅爾區(qū)及其意義

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上微波傳輸中可以這么簡單的理解：從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)傳播路徑上，有直射波和反射波，在直射波波下面的橢圓形區(qū)叫做菲涅爾區(qū)。奇數(shù)菲涅爾區(qū)依次和直射波相差半波長奇數(shù)倍，但是同相位到達(dá)，可以對直射波做有益的補(bǔ)充。偶數(shù)菲涅爾正好相反，可以削弱直射波的能量。一般設(shè)計的要求只需要第一菲涅爾區(qū)。 無線電波波束的菲涅耳區(qū)是一個直接環(huán)繞在可見視線通路周圍的橢球區(qū)域。其厚度會因信號通路長度和信號頻率的不同而有變化。 正如上圖所示，當(dāng)堅硬物體突入菲涅耳區(qū)內(nèi)的信號通道時，銳邊衍射就會使部分信號偏轉(zhuǎn)，致使其到達(dá)接收天線的時間略微晚于直接信號。由于這些偏轉(zhuǎn)的信號與直接信號有相位差，所以它們會降低其功率或

2、者將其完全抵消。如果樹木或其他“軟”物體突入菲涅耳區(qū)，它們就會削弱通過的信號(降低其強(qiáng)度)。簡而言之，盡管事實上你能夠看到一個位置，但這并不意味著你就能夠建立到該位置的優(yōu)質(zhì)無線微波電鏈路。電波傳播的菲涅爾區(qū)根據(jù)惠更斯一菲涅爾原理，在電波的傳輸過程中，波陣面上的每一點都是一個進(jìn)行二次輻射的球面波的波源，這種波源稱為二次波源。而空間任一點的輻射場都是由包圍波面的任意封閉曲面上各點的二次波源發(fā)出的波在該點相互干涉、疊加的結(jié)果。顯然，封閉曲面上各點的二次波源到達(dá)接收點的遠(yuǎn)近不同，這就使得接收點的信號場強(qiáng)的大小發(fā)生變化，如圖1所示。為了分析這種變化我們引入菲涅爾區(qū)的概念。圖1 二次波源1空間菲涅爾區(qū)如圖

3、2所示，自由空間Q點是波源，P點是接收點，以Q、P為焦點的旋轉(zhuǎn)橢球面所包含的空間區(qū)域，稱為菲涅爾區(qū)。圖2中S1是空間的一點，其所在與直線QP垂直的平面截菲涅爾區(qū)域得到一個圓C1，該圓半徑為：圖2 第一菲涅爾區(qū)其中d為Q、P點間的距離，d1、d2分別是Q點和P點到圓C1圓心的距離，這個圓所在的菲涅爾區(qū)域稱為第一菲涅爾區(qū)。在自由空間，從波源Q點輻射到P點的電磁能量主要是通過第一菲涅爾區(qū)傳播的，只要第一菲涅爾區(qū)不被阻擋，就可以獲得近似自由空間的傳播條件。為保證系統(tǒng)正常通信，收發(fā)天線架設(shè)的高度要滿足使它們之間的障礙物盡可能不超過其菲涅爾區(qū)的20，否則電磁波多徑傳播就會產(chǎn)生不良影響，導(dǎo)致通信質(zhì)量下降，甚至中斷通信。2“最小”菲涅爾區(qū)半徑（Fo）該半徑（Fo）就是接收點能得到與自由空間傳播相同的信號強(qiáng)度時所需要的最小菲涅爾橢球區(qū)的半徑。由公式推導(dǎo)可得：只要“最小”菲涅爾區(qū)不受阻擋，則可以認(rèn)為是在自由空間傳播。但是，如果收發(fā)兩天線的連