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衰落 fading
接收信號電平的隨機起伏,即接收信號幅度隨時間的不規則變化(見圖衰落示意圖)。衰落對傳輸信號的質量和傳輸可靠度都有很大的影響,嚴重的衰落甚至會使傳播中斷。衰落主要由多徑干涉和非正常衰減引起。多徑干涉,即多條射綫的相互干涉,是最常見的也是最重要的衰落成因。多條射綫的産生,可能是由於地面、大氣不均勻層或天綫附近的地形地物的反射,也可能是由於電離層多次反射、電離層中的尋常波和非常波或天波和地波的同時出現。多徑干涉形成的衰落通常稱為多徑衰落或干涉型衰落。非正常衰減的典型例子有降水衰減和次折射引起的繞射衰減;反者是由於發射點和接收點之間的直射綫彎麯而被地面阻擋所形成的。這類衰減發生時,接收信號電平低於正常值,從而形成衰落。這種衰落通常稱為衰減型衰落。其中,降水和次折射條件下的繞射所形成的衰落,分別稱為降水衰落和繞射衰落。
信號幅度隨時間、頻率和空間而起伏的衰落,分別稱為時間選擇性衰落、頻率選擇性衰落和空間選擇性衰落。若電波在傳播過程中由於極化發生變化而産生衰落,則稱為極化衰落。例如,電波在電離層中傳播時,由於地磁場的作用分成兩個橢圓極化波。當電離層的電子密度變化時,橢圓極化波時刻改變極化橢圓主軸的取嚮,從而接收信號發生極化衰落。不過,這種衰落的出現機會比多徑衰落小得多。
衰落通常分為快衰落和慢衰落兩種。前者是指在足夠短的時間間隔內(如幾秒、幾分鐘內)接收信號電平的快速變化。多徑傳輸是引起快衰落的主要原因。例如,對流層散射傳播中的快衰落就是由收、發天綫波束交割的區域內許多不均勻體的散射分量隨機干涉形成的,它有很強的頻率與空間選擇性。慢衰落是短期信號電平中值(如幾分鐘中值,日、月、年中值等)在較長時間間隔內的變化。引起慢衰落的主要原因,是傳輸媒質結構發生變化。如對流層散射傳播中,慢衰落是由大氣折射、大氣湍流、大氣層結等平均大氣條件的變化而引起的,通常與頻率的關係不大,而主要與氣象條件、電路長度、地形等因素有關。
由於衰落具有隨機的特性,須用統計方法如概率密度或分佈函數描述。快衰落的幅度分佈一般服從瑞利分佈。對慢衰落進行較準確的統計分佈描述比較睏難。對流層散射傳播中,慢衰落通常服從對數正態分佈。
衰落特性可用衰落深度、衰落率和衰落持續時間等主要參量描述。
① 衰落深度:信號電平瞬時值與中值(或自由空間電平值)之差;或分佈概率分別為50%和10%的電平間分貝數之差,它表徵衰落的嚴重程度。
② 衰落率:每秒鐘瞬時值超過中值的次數除以二;或單位時間內,信號幅度自上而下通過某給定值的次數,它表徵衰落的頻繁程度。在電離層電波傳播中,尋常波與非常波形成的極化衰落的衰落率約在每秒幾次以下。在對流層散射傳播中,中值電平處的衰落率約每秒百分之幾次到幾十次,一般它與頻率、風速、散射角和天綫波束寬度等因素有關。
③ 衰落持續時間:即信號幅度低於其給定值的持續時間。在對流層散射傳播中,中值電平處的平均衰落持續時間在超短波頻段為幾秒至幾十秒,在高頻段則可達百分之幾秒至幾秒。電離層傳播中的中波波段平均持續時間約幾秒至幾十秒。
此外,還可用衰落幅度、衰落速度、衰落帶寬等參數描述衰落的某些特性。
剋服衰落的方法主要根據形成衰落的原因而確定。例如,在對流層視距電波傳播中,為剋服由於地面反射引起的干涉型衰落,可通過選擇粗糙的反射面、用刃型屏蔽體阻擋反射波、加大收發天綫的高差等方法,減少或消除由多徑産生的衰落。此外,分集接收技術是剋服多徑衰落的最有效的方法。有時,也用提高發射功率、采用強方向性天綫、抗衰落天綫、自適應接收技術和留足夠衰落餘額等方法剋服衰落的影響。
(肖景明)
英文解釋
n.: Fading, decompose, downfall, fall from a position of prosperity or power, go to pot, lose ground, at the ebb, on the ebb, wane, slump, comedown, eclipse, ebb, devolution, decline, decadence, debase