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3、无线微波的视距传播特性
在微波通信系统中，信号的传输主要是利用微波的视距传播。和短波通信、对流层散射通信相比，视距微波通信具有传播较稳定、外界干扰较小等优点。但是，它也会受到大气及地面的影响，产生传播失真。
1）、视距与天线高度的关系
如图为视距传播的理想化几何模型。h1和h2为保证A、B两点间视距传播的最小天线高度。令此视距为d，
则：
式中 h1和h2的单位是m，d的单位是km。
若 h1=h2 =h，可将上式写成：
下表给出了不同天线高度下的最大视距距离。
必须注意，上面的公式没有考虑大气与地面对传播的影响，只能用作大致估算。实际选用天线最佳高度时，要综合考虑路由剖面、地面反射和大气折射等因素，并常常需要通过电波预测确定。
2）、自由空间传输损耗
定义：
无线电波在自由空间传输时，其单位面积内的能量会因自由扩散而减小，这种减小称为自由空间传输损耗。
假定发射功率为PT，发射天线各向均匀辐射，则通过以发射源为中心，d 为半径的球面上单位面积的功率为
实际上天线有方向性，其辐射能量向主射束方向集中的程度常用发射天线增益GT表示，故在主射束方向通过单位面积的功率将为
如果接收天线为一抛物面天线，其有效面积为A，则接收天线所截获的功率为
假定天线口面场具有等相、等幅分布，则天线的有效面积为：
GT为接收天线的增益，l为自由空间波长。
代入公式：
于是可以求得：
式中的LS定义为自由空间传输损耗，即
这里的c为光速，f为发射频率，d为站距。
若以分贝数表示，则
Ls=92.4+20lgf(GHz)+20lgd(km)dB
3）、视距传播的地面效应
在一般的大气条件下，地面效应对视距传播损耗的影响主要有两个方面：
树林、建筑、山头或地面等障碍物可以阻挡一部分电磁波射线，在自由空间损耗之上以增加一部分阻挡损耗。平滑地面或水面可以把一部分信号反射到接收天线，反射波和直射波矢量相加就可能相互抵消而产生附加的损耗。
a、菲涅尔半径和余隙
式中：h1为一阶菲涅尔半径、λ为波长、d1d2 分别为到两端点的距离
假设有两点T、R，在T、R两点间有一障碍物，此障碍物到T、R连线间距离为hc，称为余隙。障碍物在T、R连线以下时， hc取正值；障碍物在T、R连线以上时， hc取负值。
根据菲涅尔衍射定律，障碍物引起的附加损耗和相对余隙hc/ h1的关系见下表：
阻挡损耗和相对余隙的关系
从图中可以看出，如果障碍物的峰顶恰好在视距的连线上，附加损耗为6dB 。随着障碍物的峰顶越过视距连线，附加损耗增加得很快。但若障碍物的峰顶在视距连线以下，并使相对余隙大于0.5, 则附加损耗很快地降到0dB附近。 这时的传播损耗就接近自由空间损耗。
为了避免阻挡引入的附加损耗，必须使所有障碍物都处于第一菲涅尔区以外。
b、地面反射
地面反射对于视距传播有着重要影响，它是产生电平衰落的主要原因之一。
根据分析接收点的合成场强决定于地面反射系数和相角，并随行程差作周期性变化，这也是干涉场的主要特征。
由于反射系数随地面条件而改变，行程差也会随气象条件而改变，因此接收点的合成场强将随反射信号而变化，使接收电平起伏不定，形成所谓衰落现象。
另外，合成场强还是站距和天线高度的函数，因此，当工作频率给定时，为使接收点的场强达到最大值，必须选择最佳的天线高度。
4）、视距传播的大气效应
a、大气吸收衰减
任何物质分子都是由带电粒子组成，这些粒子有其固有的电磁谐振频率，当电磁波频率接近谐振频率时，会产生共振吸收。 大气中的氧分子具有磁偶极子，水蒸汽分子具有电偶极子，它们都能从电磁波中吸收能量，产生吸收衰减。
从上图中可知，水蒸汽的最大吸收峰在λ=1.3cm（f=23GHz）处，氧的最大吸收峰在 λ=0.5cm（f=60GHz）处。对于12GHz以下的频率，大气吸收衰减小于0.015dB/km,d 50km传播距离下总衰减小于0.75dB，和自由空间传输损耗相比，可以忽略不计。
b、雨雾衰减
雨雾中的小水滴会散射电磁波的能量，造成散射衰减。如下图。
一般说来，在10GHz（3cm）以下的频段，雨雾散射衰减并不显得特别严重，通常只有几分贝。而在10GHz以上频段，中继间隔则主要受到降雨衰减的限制。
c、大气折射
大气折射现象是由于空气的折射率随高度而变化所引起的。
等效地球半径为：
等效地球半径因子K是视距传播的一个重要参量。一般为4/3左右。由于K因子还和该地区的气象条件有关，可以在较大范围风变动，影响视距传播。
例如K<1时，Re<R,射线可能被中途障碍物阻挡而造成传播中断。因此在电路设计中必须留有足够的空隙，使得K因子降到最低值时射线仍能不受中途障碍物的阻挡。
在某些特殊的气象条件下，K因子可以为负值，这时出现超折射现象，在地球表面或高空处形成大气波导，这是多径衰落的一个重要来源。
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