多径效应产生的原因 多径效应有哪些主要表现 多径效应如何解决

多径效应指电磁波经过不同路径传播后，各回波分量到达接收端时间不同，按各自相位相互叠加而造成干扰，使得原来的信号失真，或者产生错误。多径效应是信号衰落的重要成因，其对数字通信、雷达最佳检测等都有着十分严重的影响。接下来，为大家详细说下多径效应产生的原因、多径效应有哪些主要表现和多径效应如何解决。

一、多径效应产生的原因

无线电波是一种电磁波，其传播的主要方式是空间波，即直射波、反射波、折射波、绕射波以及它们的合成波。当无线电波遇到物体时，产生反射、折射和散射，而在电波传播的过程中会遇到不同的物体，因而会产生不同的反射、折射和散射，所以在任何一个接受点上均可能收到来自不同路径的同源电磁波，这就是多径传播。

接收端接收到的信号是直达波和多个反射波的合成。由于大气折射是随时间变化的，传播路径差也会随时间和地形地物而变化。那么多径信号如果同相，则相加；如果反相，则抵消。由此造成接收端信号的幅度变化，称为衰落，由于这种衰落是由多径引起的，因此称之为多径衰落。

各条路径的电长度会随时间而变化，故到达接收点的各分量场之间的相位关系也是随时间而变化的，这些分量场的随机干涉，形成总的接收场的衰落。各分量之间的相位关系对不同的频率是不同的，因此，它们的干涉效果也因频率而异，这种特性称为频率选择性。在宽带信号传输中，频率选择性可能表现明显，形成交调，与此相应，由于不同路径有不同时延，同一时刻发出的信号因分别沿着不同路径而在接收点前后散开，而窄脉冲信号则前后重叠。

二、多径效应有哪些主要表现

多径会导致信号的衰落和相移。瑞利衰落就是一种冲激响应幅度服从瑞利分布的多径信道的统计学模型。对于存在直射信号的多径信道，其统计学模型可以由莱斯衰落描述。

在电视信号传输中可以直观地看到多径对于通信质量的影响。通过较长的路径到达接收天线的信号分量比以较短路径到达天线的信号稍迟。因为电视电子枪扫描是由左到右，迟到的信号会在早到的信号形成的电视画面上叠加一个稍稍靠右的虚像。

基于类似的原因，单个目标会由于地形反射在雷达接收机上产生一个或多个虚像。这些虚像的运动方式与它们反射的实际物体相同，因此影响到雷达对目标的识别。为克服这一问题，雷达接收端需要将信号与附近的地形图相比对，将由反射产生的看上去在地面以下或者在一定高度以上的信号去除。

在数字无线通信系统中，多径效应产生的符号间干扰（inter-symbo-linterference，ISI）会影响到信号传输的质量。时域均衡、正交频分复用（OFDM）和Rake接收机都能用于对抗由多径产生的干扰。

三、多径效应如何解决

在无线传输系统中，多径是指同时接收到两个副本，这两个副本经过了不同的传输途径，具有不同的传输延时。

例如：从建筑物或其他物体反射的信号与直接传输的信号（非反射信号）一起被接收机接收。这在电视接收机中会引起“叠影” — 人们可以看到在水平方向有一个衰减的回波叠加在主图像上。

另外一个常见的例子是收音机（特别是调幅收音机），信号通过电离层反射后具有一定的延时，这个信号与直接传输的信号一起被收音机所接收。

通常，多径对系统造成了不良影响，但在MIMO系统中不同，MIMO系统专门利用不同的天线发送信号的副本，复杂的接收系统将不同码片组合起来进行处理，以改善系统性能。