【摘要】：隨著無線通信技術(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90年代,電波通信技術(shù)首先在城市進行使用,很多學者研究了街道及建筑物對電波傳播的影響,目前來說已經(jīng)相對成熟。自從21世紀以來,移動通信在城郊和農(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無線網(wǎng)絡覆蓋預測有著指導性作用。同時,在軍事戰(zhàn)爭中,由于戰(zhàn)場的多變性與復雜性,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。因此研究樹木等植被的電波傳播特性成為了一項重要的熱門課題。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。第三章根據(jù)植被規(guī)模大小采取不同的方法建模計算。對于小片樹林,利用相干場的原理及隨機介質(zhì)中的波傳播理論結(jié)合邊界條件,根據(jù)樹冠中平均場的矢量波方程計算接收場點的場強表達式,通過計算散射振幅得到最終衰減常數(shù)的數(shù)學表達式,并給出了樹木的介電常數(shù)與含水量的關(guān)系,描述了測量含水量的具體方法。對于大片樹林,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接收天線信號的影響,簡單介紹了三層模型和四層模型,將計算結(jié)果與實測結(jié)果進行了比較。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,將樹木離散成了若干個點,考慮其一次和二次反射過程中所在植被中經(jīng)歷的路徑,最終計算出單棵樹木周圍的電場。第五章中,本文對現(xiàn)有的一些理論性的模型進行分析比較,根據(jù)接收天線所位于的樹林中的不同位置,提供不同的參數(shù)模型,使得預測的精準度得到提升,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,并分析對比了各種模型的適用范圍以及精確程度。第六章對全文做出總結(jié)與分析,并提出了下一步的工作計劃。本文的主要工作是運用不同的方法,分別分析了單個樹木、綠化帶、小片樹林以及大片樹林等植被對電磁波傳播的影響,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,并對比分析了各個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)境電波信號傳播的預測提供了分析方法和理論指導。
【圖文】：

槐樹2.0 1.52 1.33.0 2.54 2.4表 3.3 中的測量值是根據(jù)參考文獻[62]中提出的 通過對比計算結(jié)果與測量吻合度較高，并可以得出電磁波在不同樹林中傳播時，主要影響傳播時衰素是含水量，而含水量主要影響的是電導率 同時，隨著頻率的增大，樹損耗也會增大 由式(3-10)還可看出路徑損耗與樹枝和樹葉在整個樹冠空體積成正比，因為空氣所占的體積越小，傳播的損耗會越大 圖 3.2 表示波垂直入射時，樹林中的衰減常數(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，導致衰減常數(shù)最大 圖 3.3 描述了當選定入射頻率為 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，不同樹木的衰減常數(shù)均隨入射角的增加而逐漸減小，但減小降低，當接近垂直入射時，，衰減常數(shù)最小 三種樹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)所用的樹冠中電波傳播損耗的理論模型，具有計算量小而且測量相對簡但樹冠測量并不容易精確，且樹枝樹葉的分布情況與假定情況會存在差距誤差，且沒有考慮非相干場的作用，因此僅適合于成排樹木或者小片樹林片樹林的波傳播.3.1 植被等效模型mir 模型是在大片樹林的電磁波傳播預測中的經(jīng)典模型，被廣泛的認同并研究和實驗解釋 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)，利用分層的思想來解決問題 zyIIIII
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN011

【參考文獻】

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本文編號：2647699