

六、(14分)空气填充的矩形金属波导,尺寸为74 mm2,电磁波工作频率为30GHz,(1)该电磁波能否在波导中传输;(2)若能传输,求波导波长、波速以及基模状态下的波阻抗;(3)若波导长度为50mm,求电磁波传输后的相移。:解:电磁波工作频率30GHz,得电磁波波长为:(1)电磁波要在矩形波导中传输,必须波长小于TE10模的截止波长:所以,可以在该波导中传输;(2)由于该波导能传输的模式如下:TE10模式,该频率的电磁波唯一能在该波导中传输的模式。先求: ;波导波长:;波速:波阻抗:(3)求相位常数电磁波传输后的相移:
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毫米波通信的传播特性
通常毫米波频段是指30GHz~300GHz,相应波长为1mm~10mm。毫米波通信就是指以毫米波作为传输信息的载体而进行的通信。目前绝大多数的应用研究集中在几个“大气窗口”频率和三个“衰减峰”频率上。
1)是一种典型的视距传输方式
毫米波属于甚高频段,它以直射波的方式在空间进行传播,波束很窄,具有良好的方向性。一方面,由于毫米波受大气吸收和降雨衰落影响严重,所以单跳通信距离较短;另一方面,由于频段高,干扰源很少,所以传播稳定可靠。因此,毫米波通信是一种典型的具有高质量、恒定参数的无线传输信道的通信技术。
2)具有“大气窗口”和“衰减峰”
“大气窗口”是指35GHz、45GHz、94GHz、140GHz、220GHz频段,在这些特殊频段附近,毫米波传播受到的衰减较小。一般说来,“大气窗口”频段比较适用于点对点通信,已经被低空空地导弹和地基雷达所采用。而在60GHz、120GHz、180GHz频段附近的衰减出现极大值,约高达15dB/km以上,被称作“衰减峰”。通常这些“衰减峰”频段被多路分集的隐蔽网络和系统优先选用,用以满足网络安全系数的要求。
3)降雨时衰减严重
与微波相比,毫米波信号在恶劣的气候条件下,尤其是降雨时的衰减要大许多,严重影响传播效果。经过研究得出的结论是,毫米波信号降雨时衰减的大小与降雨的瞬时强度、距离长短和雨滴形状密切相关。进一步的验证表明:通常情况下,降雨的瞬时强度越大、距离越远、雨滴越大,所引起的衰减也就越严重。因此,对付降雨衰减最有效的办法是在进行毫米波通信系统或通信线路设计时,留出足够的电平衰减余量。
4)对沙尘和烟雾具有很强的穿透能力
大气激光和红外对沙尘和烟雾的穿透力很差,而毫米波在这点上具有明显优势。大量现场试验结果表明,毫米波对于沙尘和烟雾具有很强的穿透力,几乎能无衰减地通过沙尘和烟雾。甚至在由爆炸和金属箔条产生的较高强度散射的条件下,即使出现衰落也是短期的,很快就会恢复。随着离子的扩散和降落,不会引起毫米波通信的严重中断。
毫米波通信的传播特性
通常毫米波频段是指30GHz~300GHz,相应波长为1mm~10mm。毫米波通信就是指以毫米波作为传输信息的载体而进行的通信。目前绝大多数的应用研究集中在几个“大气窗口”频率和三个“衰减峰”频率上。
1)是一种典型的视距传输方式
毫米波属于甚高频段,它以直射波的方式在空间进行传播,波束很窄,具有良好的方向性。一方面,由于毫米波受大气吸收和降雨衰落影响严重,所以单跳通信距离较短;另一方面,由于频段高,干扰源很少,所以传播稳定可靠。因此,毫米波通信是一种典型的具有高质量、恒定参数的无线传输信道的通信技术。
2)具有“大气窗口”和“衰减峰”
“大气窗口”是指35GHz、45GHz、94GHz、140GHz、220GHz频段,在这些特殊频段附近,毫米波传播受到的衰减较小。一般说来,“大气窗口”频段比较适用于点对点通信,已经被低空空地导弹和地基雷达所采用。而在60GHz、120GHz、180GHz频段附近的衰减出现极大值,约高达15dB/km以上,被称作“衰减峰”。通常这些“衰减峰”频段被多路分集的隐蔽网络和系统优先选用,用以满足网络安全系数的要求。
3)降雨时衰减严重
与微波相比,毫米波信号在恶劣的气候条件下,尤其是降雨时的衰减要大许多,严重影响传播效果。经过研究得出的结论是,毫米波信号降雨时衰减的大小与降雨的瞬时强度、距离长短和雨滴形状密切相关。进一步的验证表明:通常情况下,降雨的瞬时强度越大、距离越远、雨滴越大,所引起的衰减也就越严重。因此,对付降雨衰减最有效的办法是在进行毫米波通信系统或通信线路设计时,留出足够的电平衰减余量。
4)对沙尘和烟雾具有很强的穿透能力
大气激光和红外对沙尘和烟雾的穿透力很差,而毫米波在这点上具有明显优势。大量现场试验结果表明,毫米波对于沙尘和烟雾具有很强的穿透力,几乎能无衰减地通过沙尘和烟雾。甚至在由爆炸和金属箔条产生的较高强度散射的条件下,即使出现衰落也是短期的,很快就会恢复。随着离子的扩散和降落,不会引起毫米波通信的严重中断。
