1. 天线

1.1 天线类型

线形天线：单极子和偶极子天线
喇叭天线：圆锥形天线和角锥形天线
反射面天线：抛物面天线和卡塞格伦天线
阵列天线

1.2 天线增益

【卫星通信】卫星链路传输工程 - 图1
最大天线增益
【卫星通信】卫星链路传输工程 - 图2

例题

1.3 半功率波束宽度

【卫星通信】卫星链路传输工程 - 图4

1.4 指向损失

【卫星通信】卫星链路传输工程 - 图5

2. 极化

2.1 远场

【卫星通信】卫星链路传输工程 - 图6
右手坐标系
电场磁场同相变化，幅度成正比
电场矢量末端轨迹线即为极化方向

3. 无线传播特性

3.1 发射和接收功率

将面积A用天线最大增益表示：

3.2 等效全向辐射功率（EIRP）

3.3 自由空间传播损耗

将距离带来的影响用损耗代替定义

因为f取GHz，才会出现92.44（公式推导得来），使用时需要注意单位匹配

例题

3.4 卫星通信链路传播特性

星际链路：只考虑自由空间传播损耗
星地链路：自由空间传播损耗，近地大气影响（大气衰减，电离层效应，雨衰）
- 大气损耗
  - 大气吸收：水蒸气和氧的共振吸收，随频率升高衰减增加
  - 大气闪烁：衰落现象，大气折射率变化引起，接收端多径衰落，引入衰落余量抵消闪烁的衰减
  - 电离层效应：太阳辐射电离化，电子云，移动电离层扰动，影响随频率升高而降低
    - 电离层闪烁：由于电离层时变不规则性，衰减可能严重，余量设计
    - 电离层吸收
    - 传输信号到达方向的变化
    - 传输延时
    - 电离层散射
    - 频率漂移
    - 极化旋转/法拉第旋转：角度移位，旋转与频率平方成反比，对线性极化有很大影响，不影响圆极化
- 雨衰
  - 降雨量的函数
  - 随频率增加而增加
  - 对水平极化影响大于垂直极化
- 其它衰减
  - 冰雹，雪，云

4. 移动卫星信道特性

地面用户移动，卫星相对静止的情况
收发机之间的空间：传输信道

陆地移动链路（最复杂）
航空链路
海事链路

三种链路的建模不同

4.1 陆地移动链路

接收信号组成：

直射视距波（LOS）
- 到达接收机无周围环境反射
- 障碍物阻碍遮蔽
散射波
- 周围环境多径反射信号
镜面反射波
- 接收天线附近地面的反射信号

典型传播环境：

城市环境
- 直射完全阻碍
开阔的乡村环境
- 直射没有阻碍
郊区和树木遮蔽环境
- 直射随机阻碍

4.2 陆地移动信道建模

4.2.1 窄带模型

传播环境带来的影响在频带内认为是相同的或近似的
建模目标：建立传输信号通过信道时幅度的统计变化特性

经典回归模型
- 用于刻画信道模型对关键参量（如仰角和频率等）的敏感度，基于实测的数据分析
- 经典旁路遮蔽（ERS）
  - 刻画由路旁树木引起的衰落，采用直升机测量
  - 适用范围：870Mhz~3GHz，仰角20°~60°
- 扩展路旁遮蔽（EERS）
  - 更低的仰角，扩展频率范围，适用范围最广阔，应用多
- 修正路旁遮蔽（MERS）
  - 欧洲航天局（ESA）修正
  - 提高最高仰角，提高适用中断概率
- 经典衰落模型（EFM）
  - 英国萨里大学测量值推导
概率分布/统计模型
- 软件的仿真分析，一定的精确性描述多径和遮蔽现象，可建模信道的动态本性，可对不同环境下系统评估
- 瑞利分布
  - 直射波完全阻碍，接收信号是漫反射（多径）分量组合
  - 用两个正交独立分量X，Y表征，独立的对数高斯随机过程，相位均匀分布，幅度瑞利分布
- 莱斯分布
  - 直射波无阻碍
  - 莱斯因子：直射分量与多径分量功率之比
- 对数正态分布
  - 直射波部分阻碍
- 联合概率分布
  - 多径分量服从瑞利分布，直射分量被遮蔽满足对数正态分布，
- N态Markov模型
  - 特定环境下，统计特性静态可预测，N个状态，状态间以一定概率转换
  - 两态Markov模型：遮蔽（瑞利分布）和无遮蔽（莱斯分布）状态，状态切换
几何分析模型
- 环境的地形学建模，提供了对传输环境的逼近，建立贴近真实的传输环境