基于圆柱抛物方程的城市环境电波预测模型

提出了一种三维实体重建技术与柱坐标抛物方程结合的城市环境电波传播预测方法.从数字地图中提取城市建筑物高程矢量数据,建立立体光刻文件的拓扑数据结构,将其转化为抛物方程模型对应的扇形栅格数据,实现城市建筑群的三维几何模型重构.同时结合聚类算法并利用城市影像信息对地表环境进行分类,对不同类型的地表媒质赋予不同电磁参数,实现真...     

森林中电波传播的抛物方程法

抛物方程法能处理非均匀介质环境中的电波传播问题,并可用FFT步进算法快速求解,在电波传播中得到了广泛运用.该文用抛物方程法求解了森林中的电波传播问题,并将计算结果与Tamir侧面波模型的结果进行比较,二者吻合很好.最后用抛物方程法分析了森林中电波传播的特性.     

基于分形的粗糙海面三维抛物方程模型及其应用

风驱海浪随机起伏变化是海面环境的典型特征之一, 而较大的风浪通常会给海面无线通信带来重要的影响.传统的抛物方程(Parabolic Equationmethod, PE)模型在预测粗糙海面的电波传播时, 未能充分考虑海浪的电磁散射以及阴影效应等.针对以上不足, 文中基于三维抛物方程, 引入动力学分形方法, 对传统的抛物方程模型进行了改进研究.相比传统的Miller-Brown近似方法, 改进后的预测模型能更好地反映出海浪几何特征对电磁波传播的影响.最后以舰载雷达的有效探测范围为计算背景, 对粗糙海面的电波传播特性进行了仿真分析, 结果表明了该模型在区域级海面环境电波预测的可行性.     

弯折谱估计在抛物型方程模型电波传播中的应用研究

射线追踪法求解入射余角时与电波频率无关,且存在部分区域多值或无值问题,此外平面波谱估计的平面波前假设违背了非均匀大气条件下的电波传播特性.针对上述问题,提出了一种基于弯折谱估计进行抛物方程模型海面电波传播的计算方法.通过对光滑表面条件下的抛物方程模型计算结果进行弯折谱估计得到入射余角,再将其用于粗糙海面的抛物方程模型求解.该方法可以唯一的估计任意距离上的入射余角,避免了计算当前值需要用到基于该值估计参数的悖论.对射线追踪法、平面波谱估计和弯折谱估计的估计特性进行了仿真分析,数值试验验证了该方法应用于粗糙海面抛物方程求解的可行性和性能.     

宽角抛物方程在阻抗边界条件下的应用

对抛物方程中的伪差分算子进行Feit-Fleck宽角近似处理,分析了这种近似所带来的误差;详细阐述了阻抗边界条件下求解这种宽角抛物方程的分步傅立叶变换方法,并以此计算了海平面上电波传播情况,与窄角抛物方程及几何光学双射线模型的计算结果进行比较,说明了这种宽角抛物方程在阻抗边界条件下计算较大仰角电波传播问题是可行的.     

基于抛物方程的海上电波传播研究

抛物方程已经被广泛地应用于电波传播预测模型,并成为解决电磁波传播问题的主要工具。针对目前大多数预测模型处理粗糙海面的不足,引进了一种能包含海面阴影效应的粗糙度修正因子,并由于电波在海面上传播主要受到蒸发波导和粗糙海面的影响,结合抛物方程和蒸发波导理论对海面上的电波传播进行了研究,利用PE模型计算了电波在蒸发波导中不同条件下的传播损耗,并分析了蒸发波导和粗糙海面对电波传播的影响。     

抛物方程的动态网格模型及其应用

针对大尺度不规则地形条件下电波传播特性预测的准确性与时效性问题,在非均匀网格技术的基础上,提出了抛物方程的动态网格模型,并通过对刃峰地形条件下的电波传播特性进行仿真,探讨了动态网格模型的可行性和有效性。结果表明:在计算精度相似的情况下,相对于均匀细网格和非均匀网格,动态网格模型缩短了抛物方程的计算时间,具有更高的时效性;相比均匀粗网格具有更高的计算精度。可见,抛物方程的动态网格模型在预测大尺度不规则地形条件下电波传播特性时具有高效性。     

抛物方程方法的亚网格模型及其应用研究

该文在抛物方程非均匀网格技术的基础上,提出了抛物方程方法的亚网格模型,并给出了该亚网格模型的具体构建方法,以快速准确地求解大尺度复杂电磁环境中存在关键目标的电波传播问题。通过对存在强散射体的复杂电磁环境中电磁波的分布特性进行模拟,探讨了抛物方程亚网格技术的高效性。结果表明:与细网格相比,亚网格技术使得抛物方程的计算速度提升了4.57倍,网格空间数下降了86.64%,且较非均匀网格具有更高的计算精度。可见,抛物方程的亚网格模型能够极大地提升抛物方程的仿真效率。     

复杂边界电波传播损耗的神经网络估计方法

针对抛物方程用于模拟复杂地面边界电波传播计算时间随着频率升高急剧增加的缺点,提出利用抛物方程给神经网络提供训练数据,用电磁波频率和水平方向的距离作为神经网络的输入,传播损耗作为神经网络输出的电波传播损耗的分析估计方法.与传统抛物方程的计算结果对比表明,所提出的复杂边界电波传播损耗的估计方法,在保证了较高计算精度的同时,计算速度得到很大的提高.     

太赫兹波大气衰减的抛物方程模型

抛物方程是一种模拟电波传播特性的高效模型,但目前抛物方程模型在模拟电波传播时,主要考虑大气的折射效应而忽略了其吸收作用,然而太赫兹波的大气衰减较为严重。通过引入大气分子吸收的复折射率,实现了应用抛物方程模型计算太赫兹波的大气衰减。该模型考虑了大气压强、温度和水汽密度等气象参数随高度变化对大气衰减的影响,且能够针对不同地区和季节的气象条件对大气衰减进行计算,与真实环境更加符合。最后利用该模型仿真分析了0.14 THz波的传播特性,给出了传播损耗随距离和高度的变化,并与忽略大气衰减的结果进行了对比,结果表明抛物方程模型能同时体现太赫兹的大气吸收效应和多径传播效应。     

室外微蜂窝小区3.5GHz 电波传播特性仿真和分析

射线跟踪方法是研究室外微蜂窝小区电波传播的有效方法。基于入射及反弹射线法/ 镜像法对室外微小区环境中3. 5GHz 电波传播的路径损耗进行了仿真和分析,仿真结果与文献所给的结果一致性良好,验证了该 方法的正确性。提出了一种新型的射线管判收方法,可有效判断到达接收机的所有射线管。分析了仿真中得到的接收功率、均方根时延扩展、波达方向等传播参数,并比较了视距传播(LOS)和非视距传播(NLOS)的传播特性,这些分析结果可为3. 5GHz 频段无线通信系统的覆盖提供相应的理论依据。     

Three-Dimensional Urban EM Wave Propagation Model for Radio Network Planning and Optimization Over Large Areas

A new 3-D urban electromagnetic wave propagation model is presented. It provides fast 3-D deterministic predictions in urban radio configurations and over large areas. The various techniques to make it suitable to the network planning and optimization of large wireless networks are described. The resulting radio propagation maps exhibit seamless coverage between the various environments (dense urban, urban, and suburban). The model efficiently addresses all types of outdoor transmitter configurations (macrocells, minicells, microcells, and picocells) and all types of receiver locations (at ground level, over the rooftop, and at high building floors). It predicts the field strength as well as the dominant specular contributions of the impulse responses to build ray spectra (including delays and angles). Thus, the model may also be used to estimate the performances of new radio systems [diversity and multiple-input–multiple-output (MIMO)]. The narrowband power prediction of the model is evaluated by comparison with microcell measurements. The evaluation stresses the advantage of 3-D modeling compared with the vertical-plane approach or 2-D ray tracing. Finally, the ability of the model to simulate radio wideband characteristics in a complex environment is demonstrated by comparing delay-spread estimates to measurements collected from a high-macrocell transmitter in a hilly city and to arrival angles collected in a suburban macrocell area.      

用三维抛物方程的CNFD技术计算传播损耗

推导了三维抛物型方程(3DPE)方法的相关计算公式,在此基础上,利用CNFD(Crank-Nicolson Finite-Difference)技术和传统非局部吸收边界条件,采用了矩阵预处理技术处理大规模矩阵,大大改善了计算机存储量的限制状况,同时实现了场值的快速递推.将数值计算结果与双线干涉理论值进行比较,两者吻合很好.     

Microcells in personal communications systems

Research projects involving fiber-connected microcell base units, measurements and models of propagation in urban microcells, and radio link performance in urban microcells are summarized. Developments in microcell system issues, such as channel assignments and handoff in microcells and architectures for combining microcells with traditional macrocells, are discussed. Research on both indoor radio propagation and wireless indoor systems is reviewed     

基于三维PE方法的雷达波传播损耗估计

阐述了三维抛物方程(3DPE)方法的基本原理及数值实现方法,并用3DPE计算了雷达波在平地面上传播的干涉损耗和单刃锋障碍绕射损耗,与经典理论计算所得的结果相当吻合.     

Longley-Rice等效散射模型的建立

研究了Longley-Rice电波传播模型以及各参数的实际意义,指出了Longley-Rice模型没有考虑接收机附近的因素对传播损耗的影响,因此会导致接收机附近的电波传播损耗的计算误差。对Longley-Rice模型做了改进,建立了等效散射模型,描述了接收机附近的损耗情况。改进的模型能够减小计算误差,在一定程度上提高预测的精度。     

迭代不变性测试方程法在城市微小区电波传播预测中的应用

本文建立了基于不变性测试方程法的二维城市微小区电波传播预测模型。该模型考虑了地面反射和建筑物墙面的二维散射,利用ＭＥＩ方法在每个建筑物表面建立共形差分网格形成差分方程,并用迭代方法模拟电波在建筑物之间的多次散射。所得结果与实测值ＧＴＤ,ＦＤＴＤ的预测结果进行了比较。     

通信对抗试验外场超短波传播损耗模型修正方法

以移动通信的场强预测方法为基础,提出了一种应用于通信对抗试验外场区的超短波电波传播损耗预测模型的修正方法,根据实际测量数据利用最小二乘法求解模型中参数,实现传播模型的本地化,结果证明修正模型能够达到较高的精度。     

典型场景下电波传播特性建模

为了解决某些典型场景(如海上、山区、丘陵、城区)下无法使用已有基础模型来全面表达电波传播特性的问题,建立了一种在典型场景下,基于确定性抛物方程、适用于多个传输场景的统一电波传播模型。把典型场景等效为损耗介质层来求解边界条件,利用Fourier分步步进法得到相应解,然后得到电波在典型场景下的传播损耗,并进行了理论分析和实验验证。结果表明,在不同传输场景下,将统一电波传播模型与Miller-Brown模型、射线追踪模型进行比较,结果较吻合,验证了其正确性。这一结果对建立一种求解典型场景下电波传播衰落问题的统一电波传播模型是有帮助的。