n? ? （2-3-3）
将（2-3-3）代入（2-3-2）则有：
sin?tsin?i??1 ?2 （2-3-4）
反射系数定义为入射波与其反射波的复振幅之比。它与入射角、电波极化方式和反射介质的特性有关。用公式表示为：
????2cos?i??1cos?t?cos?t??1cos?i ???2 （2-3-5）
?2cos?i??1cos?t?2cos?t??1cos?i?1、?2 分别第一、二种介质的波阻抗：
?1??2?1 ?2? （2-3-6）
??12通常理想介质的介电常数???0??r，?0为自由空间的介电常数，?r为介质的相对介电常数，为大于1的实数。对于非磁性材料：
?1??2?? （2-3-7） (2-3-4), (2-3-6)代入式 (2-3-5)?0为自由空间的相对导磁率。将式 (2-3-1). 得:
??????2?1??cos????2??1??2?1??cos????2??1??s2in?2 （2-3-8） sin? ???cos??cos????2?1??sin2? （2-3-9）
2??2?1??sin?(一)理想介质分界面上波的全反射
平面波斜投射到理想介质分界面上将引起波的反射和折射。但在某种条件下就只有反射而无折射，及出现了波的全反射现象。根据折射定律的表示式（2-3-4），如果?1??2，当?t?90?时，则没有折射波在第二种介质中传播。此时的入射角?i我们用?c来表示，称为临界角。于是有
sin?c??2?1 （2-3-10）
把式 (2-3-10)代入反射系数中，发现不论是平行极化波还是垂直极化波，其反射系数的绝对值都等于 1，即在分界面上产生了波的全反射。
当?i??c时，则sin?c??2?1，这时式(2-3-8), (2-3-9)所表示的反射系数都呈现复数形式，但是其模值仍等于 1，即全反射。此外反射波还要产生相位的跃变。
结论：当?1??2，?i??c时，即波从光密媒质射向光疏媒质且入射角不小于临界角时，无论是平行极化波还是垂直极化波，在分界面上都将产生波的全反射。 (二)理想介质分界面上波的全折射 (无反射)
电磁波投射到介质分界面上，不产生反射波，全部折射到第二种媒质，称为波的全折射现象，这时对应的入射角称为布儒斯特角?B,，这时只要令反射系数
??0，我们分平行和垂直极化两种情况讨论。
对于垂直极化波，令式（2-3-9）的反射系数???0,则有： cos????2?1??sin2? (2-3-11)
此式只有?1??2时才成立。因此对于垂直极化波，不存在全折射，也不存在布儒斯特角。
对于平行极化波情况就不同了，由于平行极化波的反射系数表示式 (2-3-8)，令其分子为零即???0，则有:
cos?B?其中，?B?arcsin?2?1??2?2????sin?B （2-3-12） ?2?1???1??2?. 结论：全反射和布儒斯特角只存在于平行极化波。 2.3.2散射
散射：空间中的不均匀团，在电磁波电场作用下，形成一个向周围辐射电磁波的过程。散射相当于对原传播方向上电磁波能量的损耗。从散射产生的外部条件来讲，要求不均匀介质团，或叫散射体的几何尺寸应和电波的波长相差不大，且在此范围内?越大，散射作用越大。
远大于波长?的光滑表面可建模成反射面，用前面所述的反射系数公式计算。然而当表面粗糙时，入射能量除了沿着反射角方向外，会向所有的方向散射，
使用瑞利原则测试表面粗糙程度，其中定义了给定入射角?i的表面平整度的参考高度hc为：
hc???8s?iin? （2-3-13） 如果平面上最大的突起高度h小于hc，则认为表面是光滑的，反之则为粗糙的。对于粗糙表面，反射系数需乘以一个散射损耗系数?s，以代表减弱的反射场。。Ament提出了表面高度ｈ为具有局部平均值的高斯 ( Gaussian)分布随机变量，?s为:
????hsin?i?2??s?exp??8? ?? （2-3-14）
???????其中，?h为表面高度的标准差。
当h?hc时，可以用粗糙表面的修正反射系数表示反射场强： 2.3.3绕射（衍射）
绕射：电波越过障碍物后继续向前传播的现象。实验表明，当障碍物的高度h??，或孔径R=?时，障碍物后仍可接收到信号。当接收机和发射机之间的无线路径被边缘阻挡时会发生绕射。有阻挡表面产生二次波分布于整个空间，甚至绕射与阻挡体表面。另外，当发射机和接收机之间不存在视距路径时，围绕阻挡体也产生波的弯曲。
d+2λ/2
T
扩展 ?roug? s （2-3-15） h??P'' 次级波前P ' d+λ/2 ? R
p d 图2-2惠更斯-菲涅尔原理说明
P'等，惠更斯原理认为波在传播过程中，行进中的波前上的每一个点，如P、
''都是一个二次进行辐射的球面波波源，而下一个波前就是前一个波前上无数个二
次辐射波波面的包络面。最后，菲涅耳发展了这个原理。认为波在传播过程中，空间任一点的辐射场是有包围波源的任意封闭曲面上各点的二次波源发出的波在该点互相叠加的结果。这就是惠更斯—菲涅耳原理，二次波源称为惠更斯源。 由图可以看出，在P’点处的次级波前中，只有夹角为?（即∠TP’R）的次级波前能到达接收点R。对于P点，?将为1800，对于扩展波前上的其他点，角度?将在00--1800之间的变化。角度?的余弦称为倾斜因子，它的的变化决定了到达接收点辐射能量的大小。显然P”点的二次辐射能量对R处接收信号电平的贡献小于P’点。
如果经由P’点的间接路径比经由P点的直接路径d长λ/2，则这两条信号到达R点后，由于相位差1800而相互抵消。如果间接路径长度再增加半个波长，例如经由P点路径，则通过这条间接路径到达的信号在R点与直接路径（经由P电）是同相叠加的，随着间接路径长度的继续增加，经这条路径的信号就同直达波信号在接收点交替地抵消和叠加。
上述现象可用菲涅尔区来解释。菲涅尔区表示从发射点到接收点次级波路径长度直接路径长度大nλ/2的连续区域。图2.4表示了菲涅尔区的概念。
P” '' d+nλ/2 P”’ d+3λ/2
T d+2λ/2 d1 d2 R
d+λ/2 图2-3菲涅尔区
经过一些推导可得出，菲涅尔区同心的半径为：
rn?n?d1d2 （2-3-16）
d1?d2 当n=1时，就得到第一菲涅尔区半径。通常认为，在接收点处第一菲涅尔区的场强是全部的一半。若发射机和接收机的距离略大于第一菲涅尔区，则大部分
能量可以达到接收机。
在实际计算绕射损耗时，很难给出精确的结果。为了估计计算以方便人们，常常利用一些典型的绕射模型。
2.4自由空间的电波传播
自由空间是满足下述条件的一种理想空间。 ●均匀无损耗的无限大空间； ●各向同性；
●电导率为零，相对介电常数和相当磁导率恒为1。
在这种空间中，不发生反射、折射、散射和吸收现象，而且电波传播速率等于真空中光速ｃ。
2.4.1自由空间中的接收功率
在自由空间中，若发射点处以球面波辐射，则接收点处的功率为： pr?ptGtGr?2?4??2dL2 （2-4-1）
式中，Pt为发射点处的功率；Gt、Gr分别为发射天线和接受天线增益；?为波长；d为发射天线和接收天线之间的距离；L是与传播无关的系统损耗因子。天线增益Gt、Gr的表达式为：
Gr?4?Aer?2 （2-4-2） （2-4-3）
Gt?4?Aet?2式中，Aet、Aer分别为发射天线和接收天线的有效截面积。 波长?的表达式为 :
??c （2-4-4） f式中，c为光速，即3?108ms；f为工作频率，单位为HZ。
由式2-4-1可知，接受功率与发射天线和接收天线增益的乘积成正比，与距离的平方成反比。