天線理論 - 波傳播中的術語

在波的傳播過程中，我們會經常遇到一些術語。讓我們逐一討論這些術語。

虛擬高度

當波發生折射時，它會逐漸向下彎曲，而不是急劇彎曲。但是，如果波是從該層較高高度的表面反射，則入射波和反射波的路徑相同。這種較高的高度稱為虛擬高度。

該圖清楚地區分了虛擬高度（假設反射的波的高度）和實際高度（折射的高度）。如果已知虛擬高度，則可以找到入射角。

某一層的臨界頻率決定了由該層返回到地球的最高頻率，該頻率是由發射機向上發射到天空的。

當電離密度以方便的方式透過各層發生變化時，波將向下彎曲。能夠彎曲並以最小衰減到達接收站的最大頻率可以稱為臨界頻率。它用f_c表示。

對於高於 30 MHz 的頻率，存在天波傳播。訊號多徑傳播是電磁波透過天波傳播時遇到的常見問題。從電離層反射的波可以稱為跳躍或跳頻。訊號可以有多次跳躍，因為它可能會在電離層和地表之間多次來回移動。這種訊號的移動可以稱為多徑傳播。

上圖顯示了一個多徑傳播的例子。多徑傳播是一個術語，它描述了訊號到達目的地時所經過的多個路徑。這些路徑包括許多跳躍。這些路徑可能是反射、折射甚至衍射的結果。最後，當來自這些不同路徑的訊號到達接收機時，它會攜帶傳播延遲、額外噪聲、相位差等，從而降低接收輸出的質量。

訊號質量的下降可以稱為衰落。這是由於大氣效應或多徑反射引起的。

衰落是指訊號強度隨時間/距離的變化。它在無線傳輸中普遍存在。無線環境中衰落最常見的原因是多徑傳播和移動性（物體以及通訊裝置的移動）。

從發射機到接收機在地球表面上可測量的距離，其中從電離層反射的訊號可以以最少的跳躍或跳頻到達接收機，稱為跳躍距離。

最大可用頻率 (MUF) 是發射機發出的最高頻率，與發射機的功率無關。從電離層反射到接收機的最高頻率稱為臨界頻率，fc。

$$MUF = \frac{臨界頻率}{\cos\theta} = f_{c}\sec\theta$$

主要用於特定傳輸並預測在特定時間段內在特定路徑上使用的頻率稱為最佳工作頻率 (OWF)。

符號間干擾 (ISI) 在通訊系統中更為常見。這也是訊號多徑的主要原因。當訊號透過不同的傳播路徑到達接收站時，它們會相互抵消，這被稱為訊號衰落現象。這裡應該記住，訊號以向量方式相互抵消。

電磁波不適用於水下傳播。但是，如果我們將傳播頻率降低到極低，它們可以在水下傳播。水下電磁波的衰減用趨膚深度表示。趨膚深度定義為訊號衰減到 1/e 的距離。它是衡量電磁波可以穿透的深度的指標。趨膚深度用δ（delta）表示。

在對流層上方約 50 米的高度，存在一種現象：溫度隨高度增加。在對流層的這個區域，較高頻率或微波頻率傾向於折射回地球大氣層，而不是射入電離層反射。這些波即使傳播到 1000 公里的距離，也能繞地球曲率傳播。

這種折射在這個對流層區域持續進行。這可以稱為超折射或波導傳播。

上圖顯示了波導傳播的過程。波導形成的主要條件是溫度反轉。溫度隨高度升高而不是降低的現象稱為溫度反轉現象。

我們已經討論了在波傳播中遇到的重要引數。使用這種波傳播技術來傳輸和接收較高頻率的波。

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