Ex(t,z)?E0e??z?cos(?t??z) （3）
上式中，α称为衰减常数，β称为相位常数。
8. 无线电波的导行
无线电波除了能在空间传播外，亦能在同轴线或波导等传输线中传输。通过天线可实现无线与有线传输的转换。由于利用有线传输很容易改变无线电波的方向，引导无线电波向特定地点传播，故可称无线电波在有线中的传输为导行。现代移动通信工程中，常常综合有线传输与无线传输的优点，通过室内覆盖（有线）系统将无线电波引入地铁、地下室或电梯内，实现无线电波的无缝覆盖。
3.1.3无线电波的传播方式
1. 无线电波的传播环境
无线电波在空间传播时，其传播特性受边界条件和媒质特性的影响。若无线电波在室外传播，地表面特性、地面物体和地球以外空间区域的特性将决定无线电波的传播特性。所以，必须了解地球以外空间区域的介质特性。介质特性随离地高度的变化见图3.4所示。
图3.4 介质性质随离地面高度的变化
2. 无线电波的传播方式
无线电波的传播方式受传播环境的影响。无线电波(电磁波)的几种传播方式是：沿地球表面传播的表面波；电离层反射引起的天波；对流层或电离层中的不均匀体散射引起的散射波；电磁波以直线传播方式传播到接收点的空间波传播；地球和低电离层之间构成的球形波导模传播或对流层出现温度梯度的逆变现象引起超折射形成的对流层波导模传播；雷电击发的甚低频信号沿地球磁力线从一个半球传到另一个半球的哨声传播。下面主要讨论前四类传播方式的规律。
图3.5示意了表面波、天波、散射波和空间波的传播。图中A点为发射点，B点为接收点。
图3.5 表面波、天波、散射波和空间波的传播
短波主要利用天波传播，其传播特性主要受电离层影响。中波主要利用表面波传播，其传播特性主要受地表面特性的影响。超短波通常利用空间波传播，其传播特性主要受地面上建筑、树木、小山等影响。
3.2地面和大气对无线电波传播的影响
本节主要分析地面、电离层和对流层对无线电波传播的影响。首先进行理论分析，然后讨论工程计算，最后总结他们对无线电波传播的影响。
3.2.1地面对无线电波传播的影响
1. 地面上表面波的场
表面波主要是由绕射形成的绕地球表面传播的无线电波。只有当波长与障碍物的高度可以比较时，电磁波才有绕射作用。所以实际上只有长波、中波和短波中波长较长的部分才能够绕过地面传到较远的地方去。地面电特性对表面波传播的影响很大，决定地面电参数的量是复相对介电常数。
?r'??r?j60??
若εr?60λσ，地面近似为理想介质。若εr?60λσ，地面近似为理想导体。表3.2给出了几种典型地面的电参数
表3.2 几种典型地面的电参数（平均值）
电参数 地面种类 海水 淡水 潮湿地 干燥地 高原、沙土 工业城市 相对介电系数ε 80 80 10 4 10 3
??????j?t?若J?0，?v?0，E?Re[Ee]，H?Re[Hej?t]。则由麦克斯韦方程变换后可得 ??2?2??E?KE?0
电导系数σ（欧姆/米） 4 5×10 10 10-3 2×10 10-4 -3-2-3上式中，k????。在图3.6所示的模型下，假设地面在z=0的平面上，地表面内的电场为E2，地表面上空气内z=0平面附近的电场为E1，进行复杂的数学推导后得：
E1x?k1E1z
?'rE2x?'?rE2z
上式中，k1???0?0。这表明在地面上E1x和E2z大小不等，且电场的垂直分量远大于水平分量。因此，在地面上空的接收宜采用垂直天线。同时，地面内电场的水平分量远大于垂直分量。因此，在地面下通信中宜采用水平天线接收。
2. 地面上表面波场强的计算
若地面是理想导体平面，天线辐射功率为Pt，则由镜像原理可得离发射天线r处的场强为
E?30?2PtD/r
z y x x、y平面为地面 z＞0为空气 z≤0为地 图3.6 平地面模型 上式中，D为天线的方向性系数。若电波的电场强度、辐射功率和距离的单位分别为mv/m、kw和km，则辐射场强的有效值为
E?245Pt?D/r
若地面是半导电的，则电波在半导电地表面传播时，部分电磁能量要从大气进入地里，表面波在传播过程中将有损耗。此时，半导电地面上的场强为
E?245wPtD/r （4）
上式中，w称为衰减因子，它表明无线电波沿实际地表面传播时，半导电地面上的场强比它沿理想导电地面上传播是衰减了多少倍。计算公式为：
w?0.3x2?x?0.6x2
22x?????(?r?1)?(60??)?2r?(60??)2
公式（4）的应用范围与波长的关系见表3.3 表3.3
当距离超过公式（4）的应用范围时，就必须考虑地球曲率对电波传播的影响。实际上，由于电波的绕射作用，表明波的实际传播距离更远，但计算较复杂。图3.7、3.8分别给出了表面波沿陆地和海洋传播时，场强与距离的关系。
图3.7 表面波沿陆地传播时，场强同距离的关系
图3.8 表面波沿海洋传播时，场强同距离的关系
若电波传播区段内地表面介质特性不均匀，可分段近似计算。对图3.9所示的模型，位置3的场强为
E3?245PtDW1r1?W2(r1?r2)?
r1?r2W2r1PtD
Ⅰ
Ⅱ Ⅲ
上式中,W1r1、W2r1和W2（r1+r2）分别为第一类地面上距离为r1、第二类地面上距离
为r1和第二类地面上距离为r1+r2时的衰减因子。进一步研究分段均匀的地表面介质特性对表面波的影响知道:邻近发射天线和接收天线的地区，对表面波的吸收起决定作用，而中央部分的影响甚微。
3. 地面对表面波传播的影响
图3.9 分段均匀地面上表面波的场强的计算
r1 εr1 σ1 r2 εr2 σ2