【摘要】：近年來,隨著TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模建設(shè),4G用戶的爆發(fā)式增長,移動通信中的遠(yuǎn)距離同頻干擾現(xiàn)象也成為國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)問題。本文從電波超視距傳播特性入手,研究了非均勻分布的大氣結(jié)構(gòu)環(huán)境中,電磁波在不規(guī)則地形上方的傳播特性。電磁波在對流層中傳播時,不僅會受到復(fù)雜地理環(huán)境的影響,還會受到對流層波導(dǎo)、大氣湍流等復(fù)雜大氣環(huán)境的影響,一方面地形的遮擋會造成電波傳播的截斷,出現(xiàn)傳播盲區(qū);另一方面復(fù)雜大氣會形成超視距傳播效應(yīng),造成移動通信中的遠(yuǎn)距離同頻干擾,影響移動系統(tǒng)的正常工作。因此,研究非均勻地表上空復(fù)雜大氣中電波的傳播特性具有重要的現(xiàn)實意義。對于非均勻地表,其非均勻性表現(xiàn)為地表媒質(zhì)非均勻和地形起伏非均勻;對于復(fù)雜大氣環(huán)境,本文要討論對流層波導(dǎo)和大氣湍流這兩種異常大氣結(jié)構(gòu),在此基礎(chǔ)上,展開了實際地表上空復(fù)雜大氣環(huán)境中的電波傳播特性研究。本文圍繞拋物方程的地理環(huán)境建模展開,在介紹大氣折射特性的基礎(chǔ)上,結(jié)合數(shù)字地圖引入真實的地形信息和相關(guān)電磁參數(shù),完成實際地表上方大氣波導(dǎo)及大氣湍流中的電波傳播建模,分析了對流層中電波的傳播特性。具體的研究成果如下:1、闡述了對流層波導(dǎo)的形成機(jī)理、類型以及折射率剖面模型;描述了波導(dǎo)環(huán)境中電波傳播的拋物方程理論(PE)及地形處理方法,為下文實際地表上方的電波傳播建模提供理論基礎(chǔ)。詳細(xì)分析了不同波導(dǎo)類型下,電磁波最大截止波長和最大陷獲角的選取。2、數(shù)值實現(xiàn)了傳統(tǒng)數(shù)字地圖與數(shù)字高程模型兩種地圖格式的轉(zhuǎn)換;研究了DEM下的二維地形網(wǎng)格剖分技術(shù),實現(xiàn)了目標(biāo)區(qū)域地形數(shù)據(jù)的讀取,為后文計算實際地表上電波傳播特性提供真實地形數(shù)據(jù)。3、基于散射拋物方程,完成大氣湍流中電波傳播建模,研究了非均勻地表上大氣湍流中電波的傳播特性,討論了非均勻地表對湍流中電波傳播特性的影響;引入波導(dǎo)的大氣折射率剖面,研究大氣波導(dǎo)、對流層散射、非均勻地表三者同時影響下的傳播特性。計算結(jié)果顯示,當(dāng)?shù)乇砀叨鹊陀诓▽?dǎo)高度時,蒸發(fā)波導(dǎo)的傳播損耗主要取決于其陷獲效應(yīng),超出一定傳播區(qū)域,傳播損耗主要取決于對流層散射;對于表面波導(dǎo),由于其陷獲效應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于蒸發(fā)波導(dǎo),導(dǎo)致傳播損耗主要取決于表面波導(dǎo),對流層湍流對傳播損耗的影響很小。4、基于數(shù)字地圖和拋物方程,建立了大氣波導(dǎo)中電波傳播預(yù)測模型,不僅引入了真實的地形信息,同時對地表上不同媒質(zhì)的相關(guān)電磁參數(shù)做出相應(yīng)的改變,提高了PE模型的計算精度,也更加符合電波傳播的實際情況。具體分析了單一環(huán)境下不同雷達(dá)參數(shù)、波導(dǎo)參數(shù)、地表參數(shù)對電波傳播特性的影響;數(shù)值計算了無錫到上海、南京、舟山、杭州等四條實際鏈路下,不同類型波導(dǎo)下的電波超視距傳播特性。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.5

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本文編號：2712648