计算电波经过树林时的衰减情况。该方法虽然理论上可行，但实际情况却是千变万化，并不能准确计算实际中的各种情况。
1.3论文的研究目标及主要内容
1.3.1论文的研究目标
市区环境中，除一些公园以外绝大部分树木的总量不是很大，其对信号的影响很小。而在农村地区，树或其他植被引起的遮挡、散射和吸收可以产生大的路236径损耗。树木引起的路径损耗量取决于树木的高度、树冠形状、茂密程度、树龄、季节以及周围环境的湿度等。这样，研究树林或其它植被对移动通信电波传播的影响就变得越来越迫切了。文中重点介绍了电波在树林中的传播情况，并采用Tamir树林模型分析了损耗情况，重点针对900MHZ和1800MHZ两个频率段的信号，最后给出了它们的损耗比较图。 1.3.2研究的主要内容
本文在电磁波理论基础上研究了电波在植被中的路径损耗，主要研究了Tamir树林模型中接收点在不同位置时的场强及其损耗特性。各章节具体分配如下：第一章，引言，讲述电波传播路径损耗研究的重要性，地面植被中电波传播的路径损耗研究的发展，阐述了论文的研究目标、方法及完成的主要工作；第二章，无线电波传播理论基础，讲述了无线电波传播方式，麦克斯韦方程，电波的三种传播机制反射和折射、散射，绕射（衍射），以及自由空间中电波的接收功率和传播损耗，最后介绍了表面波的有关知识；第三章，GSM系统植被中电波传播路径损耗，是本文的重点，讲述了路径损耗的概念、模型的分类，采用Tamir树林模型分析了接收点在不同位置时的场强和损耗；第四章，其他树林模型简介，讲述了适用于树林中的其他三种传播模型：4层树林模型、威斯鲍格（Weissberger）经验模式，树冠散射的随机模式；第五章，对植被中的电波传播的研究进行了总结并对发展前景进行了介绍。
2 无线电波传播理论基础
2.1无线电波传播方式
2.1.1传播方式分类
无线电波从发射天线发出，可以沿着不同的途径和方式到达接收天线，这与电波频率和极化方式有关。主要电波传播方式有直射波传播、地面反射波、地面波传播及天波传播。
从发射天线发出的电波直接到达在视距内的接收天线的传播方式称为直射波传播。这种传播方式又称为视距传播。
从发射天线发出经过地面反射到达接收天线的电波称为地面发射波。在视距传播中，直射波与地面反射波之间的干涉构成对信号传播的主要影响，从而也成为地面移动通信中影响信号传播的重要因素。
电波沿着地球表面传播的方式为地面波传播。这种方式要求天线的最大辐射方式沿地面，采用垂直极化。地面波的传播损耗随着频率的升高而急剧增加，传播距离迅速减小，因此在VHF和UHF频段，地面波的传播可以忽略。
从天线发射向高空辐射的电波在电离层内被连续折射而返回地面到达接收天线的传播方式称为天波传播。这种传播方式以短波为主，可以进行数千公里的远距离传播。由于电离层特性的随机变化，天波信号的衰落现象比较严重。 2.1.2移动通信中的传播方式
无线电波的传播模式大体上可分为空间波和地波两大类。空间波包括：对流层散射波、电离层的散射和反射波。地波则包括：表面波、直射波、地面反射波和绕射波。选择一种传播模式主要考虑的因素有：电波的频率范围相对传播距离是在视距内或视距以外。陆地移动通信中当采用VHF和UHF频段时，—般属于视距内传播，其传播模式有：表面波、直射波和反射波。但有时传播距离也达到视距以外，当刚好超出无线电水平线范围时，主要的模式是绕射波传播。如果传播距离继续增大，绕射损耗将迅速增加，当对流层散射的场强大于绕射波场强时，主要传播模式也将变成对流层散射传播。但是，这时对流层散射传播的传输损耗已太大而不适用于移动通信系统。
从电波传播的固有特性来说，无论是在移动无线电环境中或是在固定无线电环境中．固有特性如反射、散射、折射、绕射和吸收特性都是—样的。但是，传输信号的衰落特性及其机理则在两种环境中差别很大。造成这种差别的主要原因
是：(1)移动台的天线离地面特别低，传播路径总是受到地形及人为环境的影响；(21移动台总是在移动，使基站与移动台和移动台与移动台之间的传播路径不断发生变化；(3)结果是经常不能保持传播路径的余隙，场强因受地形和人为建筑物的阻挡而衰减很大，而且在全部传播时间内都随位置的改变而变化。 表面波传播与地面参数工作频率、电波极化方式及离地面高度有密切关系。在良好导电地面上传播较远，海面或湖面更适于表面波传播。工作频率愈高，表面波的传输损耗愈大。就电波极化而育，则垂直极化比水平极化的电波对表面波传播更有利。表面波场强随着离地高度的增大而衰减，通常在离地面高度或离水面高度(海面)较小时表面波场强较强。当高度超出某个范围时，表面波与直射波或反射波相比即可忽略不计。在陆地移动无线电系统中，即使是移动台的天线高度也在上述高度限制以上，所以在传播预测中一般都不考虑表面波传播模式。
综上所述，在VHF和UHF频段的移动无线电系统中，主要的传播模式是视距内的直射波和反射波传播。由于在移动元线电环境中，移动台天线离地面较低，受地形和人为环境的影响，直射波经常受到阻挡，虽然有时也出现直射波的信号较强。但是移动通信网的覆盖区设计不能根据这个最佳情况考虑，而应根据边缘地区常遇到的弱信号或非直射波条件作设计。所以，实际上起作用的是由移动台附近散射体产生的多个反射波，即多径传播模式。但是，对于移动通信网中的固定台，为了扩大传输距离，一般都将固定台天线安装在较高的塔或建筑物上，这时应考虑以直射波传播为主要模式，并通过固定台位置及天线高度的选择，尽量抑制反射波的影响。
2.2电磁理论基础
2.2.1麦克斯韦方程
描述宏观电磁现象基本特性的一组微分方程为： ??H?J?????D （2-2-1） ?t?? ??E????B （2-2-2） ?t ??B?0 （2-2-3） ??D?? （2-2-4）
?称为麦克斯韦方程。方程中的电场强度E、电通量密度D、磁感应强度B、磁场强度H和电流密度J为矢量，体电荷密度?为标量。方程把任何时刻在空间任一
?????点的电场和磁场的空间、时间关系与位于这一点的场源联系起来。 2.2.2边界条件
传播环境中的散射体和反射体的复杂几何形状，形成了具有不同电磁性能的媒质之间不同的边界问题。麦克斯韦方程的微分形式只适用于场矢量的各个分量处处可微的空间。当电磁波在基站和移动台之间的链路中传输时，会遇到建筑物、树木、汽车以及地面的反射、折射，另外当涉及到靠近天线的铁塔或人体这样的物体的散射时都要利用边界条件来考虑问题。边界条件由麦克斯韦方程的积分形式导出：
n?(H1?H2)?JS （2-2-5）
????? n?(E1?E2)?0 （2-2-6）
????? n?(B1?B2)?0 （2-2-7）
??? n?(D1?D2)??S （2-2-8）
?式中n是从媒质2指向媒质1的边界面法线方向上的单位矢量，?S和JS分别是边界面上的面电荷分布和面电流分布。
当分界面两侧为不同的理想介质（?=0）时，分界面上一般不存在面电荷分布?S和面电流分布JS，即?S=0及JS=0，此时边界条件为：
n?H1?n?H2 （2-2-9）
n?E1?n?E2 （2-2-10） n?B1?n?B2 （2-2-11） n?D1?n?D2 （2-2-12）
???????????????????如果分界面一侧为一般介质，另一侧为理想导体（?=?）的话，边界条件则为：
n?H1?Js （2.2.13） n?E1?0 （2-2-14） n?B1?0 （2-2-15） n?D1??s （2-2-16）
?????????2.3电波的传播机制
一般认为，在移动通信系统中影响传播的最基本机制为反射和折射、绕射及散射。 2.3.1反射和折射
反射：无线电波遇到两种不同介质界面后，改变传播方向后又返回到原来媒介中的一种传播现象。反射发生于地球表面、建筑物和墙壁表面，当电磁波遇到比其波长大得多的物体时就会发生反射。反射是产生多径衰落的主要因素。
折射：电磁波在两种媒介面上改变传播方向后，进入第二中媒介传播的现象。 这就是说，当一电波入射到两种媒质界面上时，将同时发生两种物理现象，其一是反射，其二是折射。
图2-1平面波的入射、反射和折射
图2-1示出了波的入射、反射、折射的情况。图中?i、?r、?t:分别为入射角、反射角及折射角，?1、?1、?1、n1和?2、?2、?2、n2分别第一、第二种介质介电系数、导电率、导磁率、折射率。E?、E?和??、??分别为平行 (电场E平行于入射平面)、垂直 (电场E垂直于入射平面)极化波的电场和及其反射系数，上标r,i分别代表反射和入射。 根据反射及折射定律，入射角等于反射角
?i??r?? （2-3-1） 入射角与折射角的关系为：
sin?in2? （2-3-2） sin?rn1 在不考虑传导电流和介质磁化的情况下，可以得出折射率n和相对介点常?的关
系为：