2.1.4 障碍物的影响与绕射损耗

在电波的直射路径上存在障碍物时，电波绕过障碍物遮挡向前传播的现象称为绕射。绕射引起的附加传播损耗称为绕射损耗，该损耗与障碍物的性质、传播路径的相对位置有关。

绕射现象可由惠更斯原理解释，即波在传播过程中，行进中的波前上的每一点，都可作为产生次级波的点源，这些次级波组合起来形成传播方向上新的波前。这样次级波就可绕过障碍物向前传播，绕射波的场强是围绕障碍物所有次级波的矢量和。

设障碍物与发射点和接收点的相对位置如图2-3所示。图中，x表示障碍物顶点P至直射线TR的距离，称为菲涅尔余隙。规定阻挡时余隙为负，如图2-3a所示；无阻挡时余隙为正，如图2-3b所示。由障碍物引起的绕射损耗与菲涅尔余隙的关系如图2-4所示。图中，纵坐标为绕射引起的附加损耗，即相对于自由空间传播的分贝数。横坐标为x/x₁，其中x₁是第一菲涅尔区在P点横截面的半径，它可由下列关系式求得：

由图2-4可见，当x/x₁＞0.5时，附加损耗约为0dB，即障碍物对直射波传播基本上没有影响。为此，在选择天线高度时，根据地形尽可能使服务区内各处的菲涅尔余隙x＞0.5x₁；当x＜0时，即直射线低于障碍物顶点时，损耗急剧增加；当x=0时，即TR直射线从障碍物顶点擦过时，附加损耗约为6dB。

图2-3 障碍物与余隙

a）负余隙 b）正余隙

图2-4 绕射损耗与菲涅尔余隙的关系

【例2-1】设如图2-3a所示的传播路径中，菲涅尔余隙x=-82m，d₁=5km，d₂=10km，工作频率为150MHz，试求出电波传播损耗。

解：先由式（2-13）求出自由空间传播的损耗L_fs为

［L_fs］=（32.44+20lg（5+10）+20lg150）dB=99.5dB

由式（2-21）求第一菲涅尔区半径x₁为

由图2-4查得附加损耗（x/x₁≈-1）为17dB，所以电波传输的损耗L为

L=［L_fs］+17dB=116.5dB