【摘要】：隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展,電磁波已經(jīng)存在于我們生活的方方面面,而傳播環(huán)境則是影響電磁波傳播的主要因素。在上世紀(jì)90年代,電波通信技術(shù)首先在城市進(jìn)行使用,很多學(xué)者研究了街道及建筑物對(duì)電波傳播的影響,目前來(lái)說(shuō)已經(jīng)相對(duì)成熟。自從21世紀(jì)以來(lái),移動(dòng)通信在城郊和農(nóng)村地區(qū)也廣泛使用,由于城郊和農(nóng)村地區(qū)擁有廣泛的植被覆蓋,因此研究植被中電波的傳播特性對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋預(yù)測(cè)有著指導(dǎo)性作用。同時(shí),在軍事戰(zhàn)爭(zhēng)中,由于戰(zhàn)場(chǎng)的多變性與復(fù)雜性,保證在植被環(huán)境中的電磁波通信的穩(wěn)定性至關(guān)重要。因此研究樹(shù)木等植被的電波傳播特性成為了一項(xiàng)重要的熱門(mén)課題。本文基于前人的研究成果,主要研究的電磁波頻段為0.5GHz-60GHz,全文共分為六章。第一章介紹了研究背景和現(xiàn)狀,描述了論文的主要思路和內(nèi)容。第二章介紹了電磁波傳播的基本理論,為之后的研究打下了基礎(chǔ)。第三章根據(jù)植被規(guī)模大小采取不同的方法建模計(jì)算。對(duì)于小片樹(shù)林,利用相干場(chǎng)的原理及隨機(jī)介質(zhì)中的波傳播理論結(jié)合邊界條件,根據(jù)樹(shù)冠中平均場(chǎng)的矢量波方程計(jì)算接收?qǐng)鳇c(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)表達(dá)式,通過(guò)計(jì)算散射振幅得到最終衰減常數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式,并給出了樹(shù)木的介電常數(shù)與含水量的關(guān)系,描述了測(cè)量含水量的具體方法。對(duì)于大片樹(shù)林,則采用Tmair模型,主要考慮其側(cè)面波的作用,忽略直射波和反射波對(duì)接收天線信號(hào)的影響,簡(jiǎn)單介紹了三層模型和四層模型,將計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了比較。第四章中,首先介紹了雙射線模型和二維綠化帶的透射系數(shù),接著根據(jù)矢量輻射原理,結(jié)合射線跟蹤的思想,將樹(shù)木離散成了若干個(gè)點(diǎn),考慮其一次和二次反射過(guò)程中所在植被中經(jīng)歷的路徑,最終計(jì)算出單棵樹(shù)木周?chē)碾妶?chǎng)。第五章中,本文對(duì)現(xiàn)有的一些理論性的模型進(jìn)行分析比較,根據(jù)接收天線所位于的樹(shù)林中的不同位置,提供不同的參數(shù)模型,使得預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)度得到提升,最終提出了一種基于輻射能量傳輸理論模型的森林植被中電波傳播的通用模型,并分析對(duì)比了各種模型的適用范圍以及精確程度。第六章對(duì)全文做出總結(jié)與分析,并提出了下一步的工作計(jì)劃。本文的主要工作是運(yùn)用不同的方法,分別分析了單個(gè)樹(shù)木、綠化帶、小片樹(shù)林以及大片樹(shù)林等植被對(duì)電磁波傳播的影響,最終,提出了一種基于輻射能量傳輸理論的較為通用的模型,并對(duì)比分析了各個(gè)方法的適用范圍和優(yōu)劣性。本文為擁有植被的綜合建筑環(huán)境電波信號(hào)傳播的預(yù)測(cè)提供了分析方法和理論指導(dǎo)。
【圖文】：

槐樹(shù)2.0 1.52 1.33.0 2.54 2.4表 3.3 中的測(cè)量值是根據(jù)參考文獻(xiàn)[62]中提出的 通過(guò)對(duì)比計(jì)算結(jié)果與測(cè)量吻合度較高，并可以得出電磁波在不同樹(shù)林中傳播時(shí)，主要影響傳播時(shí)衰素是含水量，而含水量主要影響的是電導(dǎo)率 同時(shí)，隨著頻率的增大，樹(shù)損耗也會(huì)增大 由式(3-10)還可看出路徑損耗與樹(shù)枝和樹(shù)葉在整個(gè)樹(shù)冠空體積成正比，因?yàn)榭諝馑嫉捏w積越小，傳播的損耗會(huì)越大 圖 3.2 表示波垂直入射時(shí)，樹(shù)林中的衰減常數(shù)隨頻率的變化關(guān)系，可以看出在 1GHz—圍內(nèi)，衰減常數(shù)隨頻率的增加而上升的很快，幾乎呈線性變化，由于梧桐高，導(dǎo)致衰減常數(shù)最大 圖 3.3 描述了當(dāng)選定入射頻率為 1.5GHz，在小片播的衰減常數(shù)與電磁波入射角之間的關(guān)系，由圖 3.3 可以看出，在入射角的范圍內(nèi)時(shí)，不同樹(shù)木的衰減常數(shù)均隨入射角的增加而逐漸減小，但減小降低，當(dāng)接近垂直入射時(shí)，，衰減常數(shù)最小 三種樹(shù)木中梧桐的衰減常數(shù)亦為

圖 3.3 衰減常數(shù)隨電波入射角度的變化節(jié)所用的樹(shù)冠中電波傳播損耗的理論模型，具有計(jì)算量小而且測(cè)量相對(duì)簡(jiǎn)但樹(shù)冠測(cè)量并不容易精確，且樹(shù)枝樹(shù)葉的分布情況與假定情況會(huì)存在差距誤差，且沒(méi)有考慮非相干場(chǎng)的作用，因此僅適合于成排樹(shù)木或者小片樹(shù)林片樹(shù)林的波傳播.3.1 植被等效模型mir 模型是在大片樹(shù)林的電磁波傳播預(yù)測(cè)中的經(jīng)典模型，被廣泛的認(rèn)同并研究和實(shí)驗(yàn)解釋 Tamir 模型將植被等效為分層的有耗介質(zhì)，分別為地面層，每一層擁有不同的電參數(shù)，利用分層的思想來(lái)解決問(wèn)題 zyIIIII
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN011

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 劉其康;葛鑫勇;;基于最陡下降法的森林路徑損耗模型研究[J];信息化研究;2015年03期

2 郭秀明;周?chē)?guó)民;丘耘;胡林;樊景超;;無(wú)線射頻信號(hào)在植被中傳播特性的研究綜述[J];農(nóng)機(jī)化研究;2014年12期

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 王海松;樹(shù)林中電波傳播路徑損耗的研究[D];山東大學(xué);2005年

本文編號(hào)：2647699