本标准规定了电路设计中常用的有关参数的计算、绕射损耗的计算、气体吸收和雨衰减的计算、电波衰落特性、分集接收、模拟微波衰落概率和数字微波电路中断率的预测、与传播特性有关的无线电气象数据等，且同时给出了其中各参数的适用范围。本标准适用于各种容量的视距微波接力通信系统的总体设计和各个频段的视距微波接力电路设计以及与电波传播特性有关的各种电磁兼容系统设计。

中华人民共和国国家标准
GB/T14617.3—1993
陆地移动业务和固定业务传播特性第三部分：视距微波接力通信
系统传播特性
Propagation characteristics in land mobile serviceandfixed service
Part 3:Propagation characteristics of line-of-sightradio relay communication systems1993-09-14发布
1994-04-01实施
国家技术监督局发布
中华人民共和国国家标准
陆地移动业务和固定业务传播特性第三部分：视距微波接力通信
系统传播特性
Propagation characteristics in land mobile serviceand fixed service
Part 3:Propagation characteristics of line-of-sightradio relay communication systems1主题内容与适用范围
GB/T14617.3—1993
本标准规定了电路设计中常用的有关参数的计算、绕射损耗的计算、气体吸收和雨衰减的计算、电波衰落特性、分集接收、模拟微波衰落概率和数微波电路中断率的预测、与传播特性有关的无线电气象数据等，且同时给出了其中各参数的适用范围。本标准适用于各种容量的视距微波接力通信系统的总体设计和各个频段的视距微波接力电路设计以及与电波传播特性有关的各种电磁兼容系统设计。2引用标准
GB/T14617.2陆地移动业务和固定业务传播特性第二部分：1001000MHz固定业务传播特性
3术语
3.1自由空间传播freespacepropagation电磁波在充满均匀的理想电介质中，并且认为它在所有方向上是无限延伸的传播，叫自由空间传播。
3.2费涅耳区和费涅耳半径frenel zoneandFrenel radius费涅耳区就是以收发点为焦点的一系列椭球面所包围的空间，每一个椭球面上的各点到收发点距离之和与收发最短路径之差是半波长的整数倍，倍数n即是费涅耳区的序号。垂直于收发点连线的切面圆的半径，叫做费涅耳半径F。
3.3折射率和折射指数refractivityandrefractiveindex无线电波在真空中的速度与在媒质中的速度之比，称为折射指数，用n表示，它接近1。折射率N是用于描述折射指数时空变化的一个参量，它与n+有如下关系：N=(n一1)X10°，称为N单位。
3.4电波衰落radiowavefading
由电波传播状况的时间变化引起的电磁场值或信号功率值的起伏。在以自由空间传播电平作为基准值的情况下，衰落可看作是信号电平相对于基准值的变化。3.5多径衰落multipathfading
国家技术监督局1993-09-14批准1994-04-01实施
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电波的直射线和其他途径来的一条或多条射线的信号电平相互加或相互干涉，引起信号电平变化，这种现象叫做多径衰落。
3.6平衰落和频率选择性衰落flatfadingandfrequencyselectivefading在接收机通带内，其接收电平在各个频率点上并在同一时刻按相同值上升或下降，称为平衰落。对一个已调无线电波的不同频谱分量起不同作用的衰落，称为频率选择性衰落，又称“色散衰落”。3.7分集增益和分集改善度diversitygainanddiversityimprovementfactor对于模拟微波，分集增益是指在信号电平累积分布曲线上，在相同的时间内，对某一个累积时间百分比，无分集和有分集的接收信号相对电平之差。分集改善度是指在信号电平累积分布曲线上，在相同的时间内，对某一个电平点，无分集和有分集所对应的时间百分数之比。对于数字微波，一般只采用分集改善度，该分集改善度定义为对于某一指定的误码门限，在相同的时间内，无分集超过误码门限的时间百分数与有分集超过该误码门限的时间百分数之比。3.8交叉极化鉴别度(XPD）crosS-polarizationdiscrimination对于发射二个给定极化波，在接收点所期望极化波接收功率与交叉极化波的接收功率之比，称为交叉极化鉴别度“XPD”。
4主要传播因子和参量
4.1电波传播的几个主要方程式
4.1.1二线模型归一化场强衰落因子的表示式[V=V1+R2-2Rcos(np?/3)
P=H/H。
H。=V10xdidz/(3a)
式中：V——归一化场强衰落因子R—地面等效反射系数；
H。—路径余隙,m,
H。自由空间余隙，m
d——路径长度，km，
d1,d2—反射点至收发两点之间的距离，km，2-
一工作波长，cm。
4.1.2自由空间传输损耗
电波在自由空间传输损耗公式如下：图1接力段地形剖面示意图
式中：f——工作频率，GHz。
4.2接力段的主要参数
4.2.1接力段的断面图
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L,=92.5+201gd+201gf（dB）
接力段的断面图如图1，图中参数分别在相关部分说明。4.2.2地球凸起高度
H,=didz/(12.74K)
一地球凸起高度，m；
式中:Hb
一等效地球半径系数。
4.2.3费涅耳半径
费涅耳半径F。的表示式如下：
N10mAdid2/a
当n=1时，F1称为第一费涅耳半径，（6)式变为：Fi=-V102did2/d
(6)式中n的表示式为：
当考虑等效地球半径系数的影响时，（8)式变为：n=
h'i=h1—di(12.74K)
h2-h2—d2(12.74K）
式中：h1、h2——分别表示收、发天线离开地面的高度，m，h'h'2
一分别表示收、发天线离开反射面的高度，m。4.2.4路径余隙
4.2.4.1余隙计算公式
drh2+dghi
4.2.4.2余隙要求
（4）
·（5)
每一接力段在所考虑的值变化的时间范围内，电波直射线和下方的障碍物或地面之间应有一定的余隙。
对于无分集天线高度，路径余隙要求按如下步骤进行计算：a.
对于热带和温带地区，若缺少实际应用K值，一般取K系数中值K=4/3，满足1.0F1的余隙要求。
根据路径长度在图2中选取K！值。按步骤(b)得到的K。计算天线高度，满足表1余隙要求。按步骤(a)和(c)计算的天线高度，选取其中较大者。d.
注：1）K。为最坏月份99.9%的时间内被超过的有效K值（大陆温带气候区），见图2。3
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表1路径长度对应于K。的路径余隙H。H。
如果路径上存在一个孤立障碍
如果路径障碍沿路径延伸为路径的一部分路径长度约大于30km
对于某些气候类型不确定的地区，比较保守的办法是取表中热带和温带的平均余隙值。4.2.5反射点
接力段反射点的基本方程式如下：di-3dai/2+[a2/2-Ka(hi+h2)Jdi+K·ahid=0式中：a——地球的真实半径，6370km。(13）
反射点的求法有多种：一是根据方程（13)用微机求解di(km）；二是将上述方程变换，用图解法求解，三是按照如下方程组求解：di-d/2+2Vg
cos(p/3+240)
cos-(y/glq
gl=(d2/12)+8.5K(h1+h2)/4
-6.37Ka（h2—h1)/4
4.3绕射损耗的计算
见国标GB/T14617.2
4.4气体吸收与雨衰减
4.4.1气体吸收
气体吸收引起的衰减按下式计算：Ag-(yo+yw)d -
一气体吸收引起的衰减，dB；
式中：Ag—
氧气和水汽吸收引起的衰减率，dB/km。V=[7.19X10-3-
yw=[0.05+0.0021p+
(f-57)*+1.50）F×10-s
(f-22.2)2+8.5
f\p·10-4
一水汽密度，g/m，见图B11和图B12。式中：p-
4.4.2雨衰减
183.3)2+9.0
f<350GHz
f<57 GHz..·.. (19)
-325. 4)°+26. 3
·(20)
雨衰减与出现概率相联系。全年p%的时间超过的雨衰减按下式计算：A,=A0. 01X0.12P-(0.546+0.043/g)(21)
Aa01-Vrdr
VR-KRdo1:
r=1/(1+d/do)..
d。-35exp—0.015Ro.o1)*
式中：A，—一超过全年p%的时间的雨衰减，dB；VR
全年0.01%的时间超过的雨衰减率，dB/km，(22)
路径长度缩减因子，
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Ra.o—一全年0.01%的时间超过的一分钟雨强，mm/h。参数和g的确定和Ro.o1的全国分布图见附录A。最坏月份P%的时间超过的雨衰减也按(21)式计算，只是其中的参数P需按下式确定：P=0.22P16
附录B给出了中国雨强和水汽密度图。4.5折射及其分类
4.5.1折射
4.5.1.1折射率N
N可以用如下公式表示：
77.6×102
式中：N——折射率,N单位；
一绝对温度，K；
一大气总压强，Pa；
一水气压强，Pa，它可用如下公式计算pr
6.11×107.46ta/(235+t）
6.11X107.45/(235+
式中：ta—空气露点温度，℃；一摄氏温度，℃。
4.5.1.2年平均地面折射率N。
各地的N。与站点的海拔高度h.有很好的指数关系N,=Aexp(-Bh.)
-地面折射率，N单位：
站点的海拔高度，km；
统计常数，见表2。
A、B与相关系数 R。
年平均
图C2给出了年平均值的变化曲线。4.5.1.3海平面折射率
B,km-1
(26）
为了消除地面折射率对站高的依赖关系，突出气象的影响，反映折射率水平分布特性，地面折射率N。可以归算为海平面折射率N。：N。-N.exp(Bh.)
图c1为N。年平均值变化曲线。
4.5.1.4近地面一公里的折射率梯度△N=N—Ni=8.773exp(0.004956N.)(31)
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式中AN—一近地面一公里的折射率梯度，N一离地面一公里高度的折射率，N单位。表3示出了各地的AN1的变化曲线。表3各地的N。和AN,变化范围表
海南岛
华东、华南
四川盆地
云南、贵州
内蒙古、新疆
青海、西藏
等效地球半径系数
350~360
330~360
320~340
310~330
280~320
260~320
260~300
170~220
1+6.37X10-3XN
从气候区来看，平均K值的变化如下：寒带：K=6/5~4/3
温带：K=4/3
热带：K=4/3~2/3
实际工程最需要的是小时间百分数的等效地球半径系数与站距关系的统计曲线，图2给出了K。与路径长度的关系曲线。
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图2K。与路径长度的关系
4.5.2折射的分类
若以系系数和器的题值来划分,折射的分类见表4。表4
负折射
4.6反射
无折射
次折射
地面等效反射系数由下式确定：1~4/3
折射的分类
正折射
标准折射
10AB/20—1
10B/20+1
式中△E一Emx一Emn，接收场强最大值和最小值之差，dB；R——地面等效反射系数。
过折射
邻界折射
如果无实测的△E，R可进行理论计算，但相当繁杂，在一般情况下就不进行计算了。4.7交叉极化鉴别度(XPD)的预测详见附录F。
5分集接收有关参数的计算
5.1空间分集天线间距的计算
超折射
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对于丘陵地带或地面反射不很强烈的路径，空间分集主要考虑空中多径衰落时，可用如下公式：A:=exp[-0. 0021fs0. 4d]
式中：p——两天线信号的相关系数，一般在0.4～0.6之间取值；S一一上下接收天线中心间的垂直间距，简称“分集天线间距”，m，在工程上，对于S值一种最简便的计算方法是按下式选取一个适当的值：S≥(100~200)
对于平原地区、水面电路，一般是按“半瓣距”原理进行计算，其计算公式如下：d
式中：S1、S2——分别为收、发站的分集天线间距，m。按上述公式计算时，要注意如下两个问题：（35）
a.当路径余隙很小，路径长度比较长，频率比较低，两端天线高度相差比较大时，按上述公式计算的值将会很大，此时按公式（36）选取适当的值。b。当路径余隙很大，路径长度比较短，频率比较高时，按上述公式计算的值将会很小，此时选取的值也要按(36)式作为参考，但最好是“半瓣距”的整数倍。5.2空间分集的改善度
5.2.1在无强反射的情况下，垂直空间分集改善度可用如下公式进行计算。a.参数d和s适用于大范围的情况1=[1-exp(—3.34X10-4Xs0.87f-0.12a48p-1.04)JX10a-)/10..(39)
V=|Gi—G2
式中：1—空间分集的改善度，
分别为分集接收上、下两天线的增益，dB，一平均最坏月份的衰落概率，
Fa—一衰落概率为P时对应的衰落深度,dB。公式中其他参数的取值范围如下：3m1=1.282(f/a)×10-8X10(a-)/10公式中各参数的取值范围如下：5m5.3.1对于1十1的微波接力通信系统，频率分集改善度按如下公式计算：0.8vAf、
X10°/10
一两个频率之差与中心频率的比值。式中:Af/f
公式中其他参数的取值范围如下：8
.（42)
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2GHz式中a-
与信道载波、信道间隔和信道衰落储备有关的参数。的计算比较复杂，在工程上可采用下表的修正系数。表5N+1倒换系统非优先波道修正系数n+1
n+1降低系数
上述有关分集接收参数的计算主要适用于平衰落和窄频带信号，频率选择性衰落有待于研究。6衰落概率和中断率的预测
6.1模拟微波衰落概率的预测方法对于大的衰落深度，平均最坏月份的衰落概率可用如下近似公式计算：P=PRX10-
PR-KQFBaC
式中：P一一在大的衰落深度条件下，平均最坏月份的衰落概率，%；PR——等效瑞利衰落发生因子；K,——地形和气候条件因子；
Q一一除和&之外，考虑路径其他变量影响的因子，B、C一分别为频率和路径长度因子。(44)
当F。为模拟微波电路中断时的衰落储备时，按上式计算的P则为模拟微波电路中断率，用P表示。
根据我国一些单位的传播实验研究结果，提出两种模拟微波衰落概率的预测方法，详见附录D中方法A和方法B。
6.2数字微波中断率的预测方法
数字微波的中断率是在衰落期间，无论平衰落、瑞利衰落还是色散衰落（频率选择性衰落）都有可能发生。因此，总中断率与这三种概率都有关系。P,-Prf(P.,Pa,P1)
Pa-PR·Pa
Ps=PR·Pa
式中：Pt——总中断率，
P——平衰落中断率，
Ps—一由频率选择性衰落引起的中断率，Pn——平衰落发生概率；
P。—一多径衰落期间由于符号之间的干扰而引起的衰落概率，P
一由于干扰引起的衰落发生概率；(47)
一协同效应系数，它表示由于噪声和色散两者的共同作用，使P。和P。中的一个即Max(Pn，P。)还会增大一个系数，它的大小和色散衰落储备与平坦衰落储备之差有关，当只有一种衰9
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落起作用，另一种衰落不起作用时，亦即当色散与平坦衰落储备之差的绝对值很大（例如大于20dB）时，则协同效应系数最小，一1，当两种衰落起着同样作用时，亦即两种衰落储备差等于零时，则协同效应系数最大，大约为2.8。若近似认为瑞利衰落、频率选择性衰落和干扰引起的中断率是相互独立的，分别进行计算，则可取三者中断率之和，得其总中断率。Pt=P+P+Pz
式中：Pz—一由于干扰引起的中断率。关于数字微波中断率的预测方法，详见附录E。10
.........
.............
雨衰减率参数和q的确定
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附录A
雨强分布和衰减率参数的确定
（补充件）
参数和g与频率和极化有关。1～40GHz频段的、g值如表A1所列。其中符号“H”“V”和“α\分别表示水平、垂直和圆极化。如果频率f介于该表中相邻两频点fifi+1之间(filgh=lgk;+(lghi+1-lgk)(lgf-1gf.)/(gfi+1lgf)q=qi+(qi+1-qi)(lgf—lgfi)/lgfi+1-1gf)式中、+和qqi+1
0.0000387
分别相应于频点fi、fi+1。
表A1雨衰减率参数与q
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0.0000370
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