一、无线电波的基本性质
我们知道，无线电波是由随时间变化的电场和磁场组成的，电场与磁场相互依存、相互转化，形成统一的时变电磁场体系。时变电磁场是以波动的形式在空间存在和运动的，因此称为电磁波或无线电波（注意，严格来讲，电磁波和无线电波是两个不同的概念，具体定义详见下表1-0，无线电波是一种传播形式的电磁波，而且仅是电磁波的一小部分，即3000GHz以下的部分）。电磁波作为一种物质形式具有能量，当电磁波以波动的形式在空间运动和传播时，电磁能量以能流的形式在空间中运动和转移，从而将信息能量从一点传到另一点。无线电波的电场、磁场及电磁能流之间具有如下一些基本关系和基本性质。
表 1-0：电磁波和无线电波的定义
1、电场、磁场和能流传输方向：电场、磁场和能流传输方向（即电波传输方向）相互垂直，它们之间是一个右手螺旋的关系。即如果将右手除大拇指外的四个指头并拢从电场E的方向转到磁场H的方向，则大拇指所指的方向就是电磁波传播的方向，也就是能流密度S的传输方向。
2、特性阻抗：电场强度E的大小与磁场强度H的大小的比值是一个固定值，该值称为媒质的特性阻抗（或波阻抗），记为ZC，如表1-2中的式一。对于真空媒质，其特性阻抗Z C = Z 0，其计算式如表1-2中的式二。
表 1-2：本文所有计算公式及式中参数的含义
3、电磁能流密度：空间任一点的能流密度S定义为：某一时刻t穿过该点单位面积的功率。对于随时间做简谐变化（e jωt）的电磁波，经常使用平均能流密度的概念，它是对能流密度在一个周期内求平均值。因此空间任一点平均能流密度S av的定义为：在单位时间里通过单位面积的平均功率（W/m2），S av大小为如表1-2中的式三。
4、无线电波的极化形式：无线电波具有一定的极化形式，波的极化是指电场强度矢量在空间的取向。无线电波有直线极化、圆极化、椭圆极化3种不同的极化形式，其含义详见下表1-4。直线极化波和圆极化波都可看做椭圆极化波的特例。
表 1-4：无线电波的三种极化形式
5、无线电波的辐射：无线电波是由天线向空间辐射所产生的。辐射后的无线电波在空间传播，在远离天线一段距离后的空间是远场区，在该区的场又称辐射场。对辐射场，电场强度E和磁场强度H的振幅随离开天线的距离r的增加而按1 /r的因子减小，辐射场的等相面（或称波阵面，波前）是以r为半径的球面。
二、无线电波的传播方式
陆地无线电波在实际传播中，在不同的地形地貌和移动速度等的环境下传播，常表现为直射波、反射波、绕射波、折射波、散射波等多种传播方式。传播方式中这些术语的定义与注释汇总于下表2中。直射波是我们希望的传播方式，尤其是视距传播系统中，相对于直射波，其它传播方式的电波，可能会对直射波形成干扰（或称干涉）。
表 2：无线电波传播方式的术语
三、无线电波的传播形式
根据媒质及不同媒质分界面对电波传播产生的主要影响，可将无线电波的传播形式分为以下几种：
1、地面波传播：无线电波沿着地球表面的传播，称为地面波传播。其特点是信号比较稳定，但电波频率越高，地面波随距离的增加衰减越快。因此这种传播方式主要适用于长波和中波波段。
2、天波传播：天波传播是指电波由高空电离层反射回来而到达地面接收点的这种传播方式。短波是利用天波进行远距离通信。
3、散射传播：散射传播是利用对流层或电离层中介质的不均匀性或流星通过大气时的电离余迹对电磁波的散射作用来实现远距离传播的。这种传播方式主要用于超短波和微波远距离通信。
4、视距传播：视距(LOS：Line of Sight)传播是指在发射天线和接收天线间能相互“看见”的距离内，电波直接从发射端传送到接收端（有时包括有地面反射波）的一种传播方式，又称为直接波或空间波传播。微波波段的无线电波就是以视距传播方式来进行传送的，因为微波波段频率很高，波长很短，沿地面传播时衰减很大，投射到高空电离层时会穿过电离层而不能被反射回地面。视距传播大体上可分为3类情况。第一类是指地面上（如移动通信和微波接力传输等）的视距传播；第二类是指地面上与空中目标之间（如与飞机、通信卫星等）的视距传播；第三类是指空间通信系统之间（如飞机之间、宇宙飞行器之间等）的视距传播。
非视距（NLOS：non Line of Sight）传播是相对于LOS而言，短波通信就是一种NLOS传播。
欲进一步了解微波和短波传播特性的请进入：微波；短波
三、自由空间的传播与传播损耗
1、自由空间传播
无线电波在均匀的、所有方向都可认为是无限大的理想电介质内的传播称为自由空间传播。自由空间，严格来说是指真空，是一种理想情况，无线电波在这种自由空间的传播过程中不产生波的吸收、散射和反射等现象。实际上是不可能达到这种情况的，通常的自由空间是指充满均匀、无耗媒质的无限大空间，即该空间具有电导率为零、相对介电常数和相对磁导率均恒为1的特点，但它会受到传播环境、传播形式、传播方式等的影响。此时，我们日常也仍然称作自由空间传播。
2、自由空间的基本传播损耗
电波由发射天线辐射后，能量是向周围空间扩散的，达到接收天线的能量仅是其中的一小部分，距离越远，接收天线收到的能量越少，这就是电波在自由空间传播过程中的衰减，也称为自由空间的基本传播损耗，如图4-2所示。
图 4-2：计算电波传播损耗示意图
在图4-2中，如果把发射天线放置在A点，发射功率为P t，把接收天线及设备放在B点，所接收到的功率为P r，AB间的距离为d，则可以以A点为球心，以d为半径作一球面，其球面积为4πd2。B点在球面上，因此，在球面上任一点的单位面积所接收到的功率为Pr /4πd2。如果发射天线和接收天线均无方向性，则无方向性接收天线所能接收的有效面积为λ2/4π，λ为所传电波的波长。所以，在B点的无方向性接收天线所收到的功率为如表1-2中的式四。
于是可定义自由空间的衰减系数LS为表1-2中的式五或式六；当收发天线间的距离d的单位是km，发射频率f的单位为GHz，c是波在自由空间的传播速度时，自由空间的衰减系数L S则为表1-2中的式七。
例如在微波通信中，天线的方向性是很强的，站间的距离很大（与波长相比），由辐射源发出的电波虽然是球面波，但达到接收天线时已经完全可以认为是平面波了，所以在讨论微波通信的电波传输时，均是按平面波的情况来分析。
3、传播损耗的种类
陆地无线电波在自由空间的传播，并非是理想传播，其总的传播损耗，主要产生于下述的损耗种类：一种是扩散损耗（如图4-2所示）；一种是吸收损耗；一种是干涉损耗；一种是雨衰损耗（当工作频率（射频）大于1GHz以上时）。当然根据传播形式、传播自然环境等还可能产生其它损耗（如地波传播的绕射损耗等），其这四种损耗是主要的，这四种类型损耗的释义详见下表4-3。
表 4-3：常见自由空间无线电波传播损耗的释义
欲具体了解无线电传播中雨衰损耗预测与计算的请进入。
五、无线电波传播特性的预测与计算
由于上述所述的无线电波的传播特性，在各种无线电通信系统的规划、设计时，依据不同的无线电业务和不同的工作频段，应对其无线电波的传播特性进行预测和计算，以保证系统运行时的正常。为此，我国国家标准GB/T 14617.x《陆地移动业务和固定业务传播特性》系列做出了相应的规定。目前包括3个部分：陆地移动业务的传播特性；固定业务的传播特性；视距微波接力通信系统传播特性。
欲详细了解GB/T 14617.x系列标准具体规定内容的请进入。
欲进一步了解移动环境下电波信号的传输模型与传输损耗介绍的请进入。
