【摘要】：隨著移動(dòng)通信業(yè)務(wù)不斷增長(zhǎng)以及5G通信系統(tǒng)應(yīng)用,需要新建大量基站,因此對(duì)通信基站電磁輻射強(qiáng)度進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量與預(yù)測(cè)變得非常重要。當(dāng)前基站發(fā)射天線(xiàn)一般會(huì)采用雙極化天線(xiàn),由于極化波在復(fù)雜的傳播環(huán)境中,極化屬性會(huì)發(fā)生變化,極化波功率在空間上會(huì)存在一定分布,如果不考慮極化波功率分布規(guī)律,就很難對(duì)其電磁輻射進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)與評(píng)估。另一方面,在電磁輻射預(yù)測(cè)中,測(cè)量天線(xiàn)極化方向與極化波方向往往會(huì)存在偏差,需要考慮兩者之間的極化匹配系數(shù),才能得到準(zhǔn)確電磁輻射預(yù)測(cè)值。針對(duì)目前存在的問(wèn)題,本論文主要工作與創(chuàng)新如下:(1)本論文提出了一種基于極化波功率分布的電磁輻射預(yù)測(cè)方法。該方法通過(guò)垂直極化波與水平極化波功率在空間角度上的分布情況,建立基于分段函數(shù)的極化波功率分布模型,然后通過(guò)在不同空間角度上的電磁輻射測(cè)量,擬合分段函數(shù)模型得到相關(guān)參數(shù)值,從而得到準(zhǔn)確基站電磁輻射預(yù)測(cè)值。在擬合極化波功率分布模型方面,發(fā)現(xiàn)在四面為建筑區(qū)域、三面為建筑區(qū)域以及樹(shù)林遮擋區(qū)域,基于分段函數(shù)的極化波功率分布模型比Laplace model、Gaussian model更加精確,其確定系數(shù)(R-square)數(shù)值更趨向于1,擬合效果更好。在四面為建筑區(qū)域的實(shí)際測(cè)量中,本論文的電磁輻射預(yù)測(cè)值與測(cè)量值的相對(duì)誤差為0.068,在三面為建筑區(qū)域,相對(duì)誤差為0.021,在樹(shù)林遮擋區(qū)域,相對(duì)誤差為0.048,驗(yàn)證了本文方法的有效性。(2)本論文提出了一種基于極化匹配系數(shù)的基站電磁輻射預(yù)測(cè)方法。該方法通過(guò)基站發(fā)射天線(xiàn)極化與電磁輻射測(cè)量天線(xiàn)極化方式,得到兩者極化單位矢量,然后通過(guò)兩者極化單位矢量得到極化匹配系數(shù),從而獲得準(zhǔn)確基站電磁輻射預(yù)測(cè)值。通過(guò)對(duì)水平極化測(cè)量天線(xiàn)以及垂直極化測(cè)量天線(xiàn)的測(cè)量值與預(yù)測(cè)值分別進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)在離基站水平距離比較近時(shí),誤差較大,但在水平距離大于15m后,誤差變得比較小。同時(shí)從總電磁輻射強(qiáng)度測(cè)量值與預(yù)測(cè)值之間的分析中可知,兩者之間的均方根誤差0)值比較小,為0.052,不確定度值等于0.5324,表明總電磁輻射強(qiáng)度測(cè)量值與預(yù)測(cè)值之間的偏差較小,具有較好的準(zhǔn)確性。
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.5
【圖文】：

化理論與交變磁場(chǎng)構(gòu)成，一般情況下，規(guī)定電磁波式，即為極化方式。在實(shí)際環(huán)境中，天線(xiàn)向存在，在不同的區(qū)域存在著不同的極化特性型的極化：線(xiàn)極化，極化軌跡的形狀表示為可將線(xiàn)極化分為垂直極化與水平極化；橢圓圓，并且沿著傳播方向觀察極化的旋向，又；圓極化，電場(chǎng)矢量端點(diǎn)的軌跡是一個(gè)圓，又可分為左旋圓極化和右旋圓極化[23]。近到遠(yuǎn)逐漸遞減，在空間中電場(chǎng)強(qiáng)度相等的相位中心為圓心、遠(yuǎn)場(chǎng)距離 為半徑建立球取一小塊面積，從而在此小塊面積上的電磁且也可以將該天線(xiàn)等效成為一個(gè)點(diǎn)，如圖 2.1

圖 2.2 橢圓極化波的軌跡曲線(xiàn)圖范圍為1 ≤ ≤ ∞，工程上常用分貝表 20log 波的極化為圓極化， = ∞時(shí)電磁波，軸比是一個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)。一般情≤ 3 。電磁波的極化狀態(tài)取決于電場(chǎng)瞬時(shí)分量及電場(chǎng)瞬時(shí)分量 、 之間的相位差為波、橢圓計(jì)劃波以及圓極化波三者之間極化波[27-28]。接收輻射波的功率，就必須使得接收天

圖 2.3 極化作圖法描述發(fā)天線(xiàn)的極化匹配是指：將收、發(fā)天線(xiàn)的最大指向方向?qū)?zhǔn)化一致。同時(shí)極化匹配系數(shù) 為實(shí)際接收功率與入射功率之表示為：= 為接收到的實(shí)際功率， 為入射到接收天線(xiàn)上的功率。大指向方向?qū)?zhǔn)的情況下，討論線(xiàn)極化收、發(fā)天線(xiàn)以及圓極一致時(shí)所得到的極化匹配系數(shù)。 線(xiàn)極化天線(xiàn)的極化匹配系數(shù) 2.4 所示，以典型的對(duì)稱(chēng)振子為例，將收、發(fā)天線(xiàn)最大指向繞 y 軸旋轉(zhuǎn)角度γ，則收、發(fā)天線(xiàn)的極化就產(chǎn)生了不一致。

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