樹林中電波傳播路徑損耗的研究.pdf

1、由于環(huán)境是影響電波傳播的主要因素，在上世紀90年代，移動通信首先在城市等繁華地區(qū)使用比較普遍，所以很多學者都針對城市環(huán)境研究了街道、建筑物等障礙物對通信信號傳播的影響，目前已經(jīng)研究的比較成熟。自進入21世紀以來，移動通信已經(jīng)在城郊和農(nóng)村等地普遍使用，城郊和農(nóng)村的環(huán)境特點是樹木和莊稼等植被較多，所以研究樹木和莊稼等植被對電波傳播的影響已經(jīng)成為擺在廣大通信學者們面前的重要課題之一。 本文通過研究前人的科研成果，分析研究了移動通信信號

2、經(jīng)過小片樹林(即單棵、成排和小面積樹林)及大片樹林時的信號衰減情況。對于小片樹林與單棵樹而言，對接收點電場起主要作用的是相干場(即考慮多次散射的作用)。首先根據(jù)隨機介質(zhì)中的散射及電磁場理論，并依據(jù)樹冠中平均場的矢量波方程計算出了接收點場強的表達式，得到了衰減常數(shù)的數(shù)學表達式(即數(shù)學模型)，再利用實驗測得樹枝和樹葉的相對介電常數(shù)εr，并通過實際測量得到了常見樹種的各項參數(shù)，代入模型進行計算，計算結(jié)果和文獻的實測結(jié)果比較，吻合較好。對于大片

3、樹林，當觀測點與發(fā)射點距離很遠時，對散射場起主要作用的是非相干場，要利用散射場理論進行分析、求解十分困難，所以本文運用有效并矢介電常數(shù)-ε將總的散射體用等效連續(xù)介質(zhì)替代，將樹林看作分層各向異性媒質(zhì)，再利用赫茲矢量位函數(shù)和最陡下降法，解出了當電波經(jīng)過樹林到達接收點的場強表達式，求出了電波經(jīng)過樹林后的衰減量。為了使計算結(jié)果更加符合實際情況，本文根據(jù)文獻提供的資料，對不同情況下的樹林取不同的并矢介電常數(shù)進行計算，并利用Matlab編程，給出了

4、電波傳播路徑損耗隨工作頻率、距離及并矢極化率等變化的結(jié)果，該結(jié)果與文獻資料所提供的數(shù)據(jù)吻合較好。 本論文的工作主要是給出了相對比較簡單實用的計算和分析電波經(jīng)過樹林時衰減的計算模型和分析方法。為移動通信基站站址的選擇和通信及電子對抗等部隊演習、作戰(zhàn)中通信信號的評估提供了理論依據(jù)。 本論文的主要內(nèi)容為：第一章講述電波傳播路徑損耗研究的意義，樹林中電波傳播路徑損耗研究的發(fā)展概述及樹林中電波傳播路徑損耗研究常用的方法，闡述了論文

5、的研究目標、方法；第二章，講述了樹林中電波傳播路徑損耗研究的基本理論，根據(jù)論文所涉及的內(nèi)容簡單介紹了平面電磁波的傳播，張量的定義、性質(zhì)與并矢介電常數(shù)、隨機介質(zhì)中波的傳播與散射及最陡下降法的基本理論；第三章和第四章是本文的重點內(nèi)容，分別對電波經(jīng)過小片樹林和大片樹林時的路徑損耗情況進行了分析、建模和計算。第五章，對電波傳播路徑損耗的研究進行了總結(jié)并對發(fā)展前景進行了簡單的介紹。 植被中電波傳播路徑損耗研究的內(nèi)容豐富，本文只對小片樹林和