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什么是无线通信系统的多普勒效应?

2019-10-03 16:47:23 暂无 阅读:1861 评论:0

钟端(终端的假名)刚列入工作的时候,非常害怕向导姬占(基站的假名)问及工作相关的问题。当钟端以必然的速度走近姬占的时候,感受到心跳频率加速(频偏为正);当他脱离姬占的时候,心跳就逐渐平缓下来了(没有频偏),如图1-13所示。这个过程雷同多普勒频移效应。

什么是无线通信系统的多普勒效应?

雷同,站在铁道旁,当一列火车向我们开来时,听到的汽笛声会越来越高;火车远去时,汽笛声又逐渐低下去。声音虽有凹凸,但汽笛声的频率没有变。这种现象是由奥地利物理学家及数学家克里斯琴·约翰·多普勒(Christian Johann Doppler)在1842年首先发现的,物理学上叫多普勒效应。

举一个声波中的例子:火车进站时汽笛声尖利,而出站时声音变得消沉。而行使超声波的多普勒效应,在交通、医疗中有普遍应用。

多普勒效应是指无线电波在波源快速移向视察者时领受频率变高,雷同于钟端接近向导时贰心跳频率的增加;而在波源远离视察者时领受频率变低,似乎钟端远离向导时, 他的心跳频率逐渐平缓一般。

我们知道,因为声源发生的声波引起人耳膜的振动,才会听到声音。耳膜每秒振动的次数多,人感应的腔调就高,反之就低。

当火车向你开来时,汽笛的声波使耳膜每秒振动的次数增多,听到的声调就络续提高;当火车 开走时,耳膜每秒振动的次数削减,听到的腔调就变低了。有经验的铁路工人,能凭据汽笛声 调的转变,估量出火车行驶的快慢和偏向。

什么是无线通信系统的多普勒效应?

当瞥车的瞀报声、赛车的动员机以必然的速度接近我们的时候,声音会比平时更刺耳; 在移动通信中,当移动台移向基站时,领受频率变高;远离基站时,频率变低,如图1-14所示。领受频率随移动台与基站之间的相对速度而转变的现象,就是移动通信中的多普勒效应。

什么是无线通信系统的多普勒效应?

多普勒频偏的巨细与终端和基站的相对移动速度γ有很大关系;也和无线电波的波长λ有关,当然在必然频点的无线制式下,波长λ能够认为近似不变;多辨勒频偏的巨细还和入射角θ有很大关系,入射角θ是终端与基站的连线与相对活动速度γ的偏向的夹角。

什么是无线通信系统的多普勒效应?

个中:f为多普勒频偏,单元单子是Hz; γ为相对移动速度,单元单子是m/s; λ为波长,单元单子是m,2000MHz时为0.15m;θ为相对移动速度偏向与旌旗达到方偏向的夹角。

从式(1-3)能够得出,终端和基站的相对移动速度越大,频偏越严重,这就要求在高速移动的通信中,必需考虑频偏问题。各厂家的设备在高速移动的场景中都邑应用频率纠偏算法,以战胜多普勒效应对通话质量的影响。

波长越小,频偏越严重,3G的无线制式使用的频率比2G时代要高好多,波长也小好多,是以在3G时代更需要考虑多普勒效应的影响。

终端和基站互相接近的时候,0°<θ<90°,频偏为正,接收频率变人;

终端和基站互相远离的时候,90° <θ<180°,频偏为负,接收频率变小;

入射角P越接 近90°,频偏越小,入射角θ接近0°和180°,频偏越大。

这就要求笼盖高速公路或高速铁路等移动场景的基站不克离路太近,太近的话,夹角在某些时候会很小,频偏就会很大;也不克太远,太远的话,笼盖就会较弱。工参上一样要求基站离高速公路或高速铁路100m摆布为宜。

多普勒效应是波动的遍及特征,不光声波具有多普勒效应,多普勒效应适用于所有类型的波,也包罗电磁波。固然光速是不变的,然则多普勒效应依然存在,频率会发生转变,只是改变很小,不易探测。

天文学家行使多普勒效应,能够测定星体的活动速度。但他不是靠耳朵,而是用周详仪器测定来自遥远星体的电磁波频率的微小转变,较量出天体相对于地球的活动速度。

多普勒效应从19世纪下半叶起就被天文学家用来测量恒星的视向速度。现已被普遍用来佐证观测天体和人造卫星的活动。

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