基于游戏引擎的电波传播可视化软件开发

为直观地研究城市区域的电波传播特性,自主开发了电波传播可视化软件。该软件基于专业游戏引擎Unity3d开发而成,支持三维射线跟踪建模方法,使用C语言编写的动态链接库(DLL)计算多径信息,采用C#脚本实现可视化功能。该可视化软件适用于微蜂窝场景中的电波传播预测,支持场强、角度、时延、路径损耗等仿真数据的可视化。仿真结果表明该软件可为微蜂窝环境下的无线网络规划和优化提供直观、有效的参考。     

毫米波在沙尘环境中损耗预测

为提高在沙尘环境中毫米波传播预测的准确性,在抛物模型的基础上对传播损耗进行仿真。文中分析了沙尘的相对介电常数,根据能见度和maxwell公式计算其占空比,可以求得沙尘的等效介电常数,相比较传统经验模型,可以更准确地描述沙尘对毫米波传播产生的作用。将其应用于沙尘电波传播环境预测中,仿真结果显示,该模型能够反映沙尘对毫米波传播的影响,可以有效预测电波传播特性。     

无线信道衰落对移动自组网影响的研究

研究移动自组网物理层的信道传播特性,分析大尺度路径损耗和小尺度信号衰落的基本原理;并对NS-2仿真软件进行开发,设计并添加基于莱斯分布和瑞利分布的小尺度信号衰落模型,实现真实电波传播环境的仿真;通过仿真实验,比较和分析小尺度信号衰落对移动自组网的运行性能所产生的影响,并提出对应的研究思路.     

一种通用室内链路损耗经验模型的修正

为了分析2.405 GHz~2.480 GHz室内场景的路径损耗与衰落,通过测试验证得到了一种室内链路损耗模型。该模型能较准确地描述在不同场景下路径损耗与距离之间的关系。与经典模型相比较,该模型数据通过CC2530物联网开发平台采集得到,利用二径模型进行了修正,能更好地表现室内电波传播特性,具有更高的精度和通用性。此外,在环境变化的情况下,该模型的简化形式能有效用于室内传播链路损耗的相关应用与研究。     

多径传播环境下的无源UHF RFID系统电波传播模型

针对自由空间模型在预测射频识别系统识别距离时存在的偏差,综合考虑射频识别系统应用的多径传播环境,建立一种无源超高频射频识别系统电波传播模型,并重点分析了前向链路路径损耗的主要影响因素及其计算方法。基于该电波传播模型,探索性地提出实际环境下的无源超高频射频识别应用模拟思路。仿真和测量结果表明,该模型在预测无源超高频射频识别系统识别距离时更为准确。     

基于MIMO的对流层散射通信信道损耗研究

针对多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)场景下的对流层散射通信信道损耗进行了研究。在设计远距离MIMO通信系统时,链路损耗估计是其中的关键技术,而现有技术在损耗估计时都忽略了波束与散射体碰撞时的能量损耗。根据湍流非相干散射理论,首先将对流层建模为多条可微的曲线,从而与发射和接收天线阵列构成曲边梯形,根据此信道几何模型,计算入射角、反射角和散射角的角度关系;其次,建立了电磁波束射入散射体后散射波在散射体表面的能量分布模型;最后,根据波束传输距离,量化散射信道的损耗,推导得到基于MIMO对流层散射信道的衰落系数和信道矩阵。将仿真计算结果与实际数据进行对比,验证了所提模型在链路损耗估计问题上的有效性和准确性,同时根据仿真结果对接收天线的仰角设计提出了建议。     

无人机中继链路传播损耗及性能分析

针对两跳无人机中继通信场景,综合考虑机身姿态、天线特性、气候状况及信道衰落等影响,建立了两跳中继链路的传播损耗模型,分析了传播损耗均值的计算方法,推导了多径阴影复合衰落导致传播损耗随机起伏的统计特性。在此基础上,进一步推导得到了两跳无人机中继系统的中断概率与误比特率的理论表达式。最后,通过对郊区、山区和海洋场景的数值仿真,验证了本文推导的理论结果的正确性,并分析了无人机飞行高度、地面节点位置以及通信场景等因素对两跳中继系统性能的影响。     

集装箱RFID系统的传播损耗模型及其性能分析

根据集装箱射频识别(RFID)系统无线电波传播特性,建立读写器与电子标签之间电波传播损耗的预测模型。利用该模型对集装箱射频识别系统的性能参数进行仿真分析,得到最大识别距离与发射功率、接收灵敏度以及读写可靠性与识别距离和发送功率之间的关系曲线。研究结果表明,集装箱RFID系统天线不宜采用TE极化方式,在RFID系统设计和应用中,应尽量减小多径传播引起的衰落。     

丘陵地区电波传播的测量与分析

电波传播的规律性对工作在不同频段的无线电通信系统以及各种用途的无线电测试系统的计算和设计,都有十分重要的意义。针对中国北部丘陵地区的电波传播特性设计了测试方案,依据测试方案对该地区超短波频段的电波传输损耗进行了准确的测试,同时与加金属网屏蔽效果进行了测试和对应比较,最后对测试结果进行了分析。结果表明此实验测试数据对从事超短波通信总体研究和实际设计的人员均有重要的参考价值。     

基于宽角双向抛物线方程的高频电波传播预测方法

传统抛物线方程方法求解起伏地形路径下的电波传播无法反映反射和散射效应,对刃峰地形、类似高斯型地形等起伏地形,采用分步傅里叶变换方法求解双向抛物线方程方法并考虑前向和后向传播的叠加总场,将计算结果与传统抛物线方程方法进行比较,预测结果更准确。     

一种超短波通信的电子干扰分析方法

为确保超短波电台在复杂电磁环境下的通信质量,针对超短波战术电台的电波传播方式,讨论了直立天线和低架水平天线在不同地质条件下的接收功率,比较了敌电子战飞机采用两种极化方式时的干扰能力;当接收天线附近地质的电参数较大时,采用低架水平天线接收方式可以大大提高超短波电台抗敌电子干扰的能力.     

平坦地面无线信道的大尺度衰落特性

针对近地面无线信道缺乏大尺度衰落模型的现状,选取平坦地面环境为典型研究对象,进行了2.4GHz无线信号沿近地面传播的信号强度测量,通过测量数据的线性回归建立了该地面环境的路径损耗模型.统计参数分析表明,双斜率对数距离路径损耗模型适用于近地面无线信道的大尺度衰落特性表征,突变点位置取决于收发天线高度,路径损耗指数在突变点前小于2,突变点后在2.87～3.74之间.所得模型与传统模型进行了性能对比,结果表明传统模型不适用于近地面无线信道的传播特性表征,本文所建模型更具实际意义.     

风电场2.4 GHz无线信道传播特性试验方法与分析

为解决风电场无线传感器网络节点的部署问题,研究了2.4 GHz频率无线信道传播特性.在设定的6个高度层上,风电场无线信道传播特性基本符合对数路径损耗模型;随着收发节点距离的增加,接收信号强度呈现出递减的趋势,丢包率总体呈现递增的趋势,由于风电场复杂的环境以及强电磁干扰,丢包率在一些时段会出现较大的波动;通过风电场中布置的发送接收节点间的距离、天线架设的高度以及接收到的信号的强度之间的关系拟合建立衰减模型,衰减系数和信号强度与天线高度之间均符合二次多项式关系模型.试验结果表明:该二次多项式关系模型能够为风电场中布置无线传感网络提供依据.     

大型索网天线结构在轨变形分析及软件研发

针对大型索网天线结构分析存在拉索单元抗拉不抗压引起的本构非线性和大变形引起的几何非线性等难点,基于参变量变分原理和非线性有限元法,开发大型索网天线结构在轨变形分析与预测软件LFAS,实现周边桁架式索网天线结构的参数化建模、静力分析、动力分析以及找形分析等功能;该软件按模块化设计,可以方便地扩展其他功能模块.数值算例表明：LFAS具有更高的收敛性和精度,特别适合大型索网天线结构的高精度分析和控制.     

The B‐spline finite element based parabolic wave propagation inside a parallel plate waveguide

A b‐spline based finite element method parabolic wave propagation model is developed and tested against mode summation inside a parallel plate waveguide. The comprehensive numerical analysis of the solution of parabolic wave equation has been done. The algorithm is compared with mode summation in two dimensions. Excellent agreement is observed among the results. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. Int J RF and Microwave CAE, 2013.