电波传播路径损耗研究(6)

2019-03-11 09:56

(三)接收点在Ⅲ区 传播示意图为:

图3-4接收点在Ⅲ区中的传播示意图

0在一般情况下,b>>h,因此在该区域中,用EII来代替该区域的场,如下所

示:

0EIII?EII

1?B??,z0?e?=22mcos??n?sin?1?r???B??,h?120?jIlp?jk???n2?sin2?(h?z0)????????cos? (3-3-11)

由式(3-3-11)可得出其衰减特性以r?1衰减,与球面波一样。 (四)接收点在Ⅳ区

在分析该问题时,不能象前面几个问题一样直接得到射线,严格来讲区域Ⅳ是一个阴影区,按照几何光学射线法,到达该地区的信号有一个绕射的过程。因此,分析该问题时,我们可以假设R点有一个偶极天线,而接收点在T点,如下图所示:

图3-5接收点 R在区域Ⅳ中的示意图

在kzh/z0足够小的情况下,我们可以得出接收点R在区域Ⅳ的场强:

jk?x?n2?1?h?z0??????EIV??60?jIl1?B?90,z0?e?1?B?90?,h??x2

2M1???p1r0?jkzh/r0p2r0jkzh/r0???r0???????e??e?????2??j2??? (3-3-12)

rrN?1kr????2?2???1?其中,r0、r1、r2约等于x-b,p1?p2?1 式中:

???2??Mcos?2?Mcos?2?2N2?sin2?2N?sin?222

??1?2Mz?hN?1?r2

(3-3-13)

3.3.2 Tamir树林模型的损耗

现在来讨论接收点在Ⅰ区时的损耗。接收点在其他区域中的计算公式可以在文献[9--11]中找到。我们设定N2?10?i, n2=1.03+0.03i.为了简单起见下面所有讨论的波都为垂直极化波。

我们考虑两个天线都位于树林层内时的路径损耗情况。分别讨论基本路径损耗L0和附加损耗Ls。

上述条件下偶极子在树林中的有效接受功率为(文献[9~11]):

2pr? ?偶极子的辐射电阻为R0?80(E?2320?2 (3-3-14)

45Il?()2 2224?(n?1)x?l2),所以发射功率为: ??Il?pt?80?2?? (3-3-15)

???因此基本路径损耗L0为:L0?10logPt Pr83222 ?20log[?n?1()] (dB)

x2? (3-3-16)

由式(3-3-16)表明在传播距离一定的情况下基本路径损耗L0主要取决于波长和表明树林介质特性的折射率n。

图(3-6)给出了频率分别为900MHZ和1800MHZ频率下的基本路径损耗图(MATLAB仿真结果)。

图3-6

当传播距离较大时其基本路径损耗如图3-7

图3-7

分析:由上面两幅图可知,损耗随着传输距离的增加而增加。在传输距离较短时随距离呈指数关系变化,当传输距离增大时几乎呈线性关系。另外,传输距离相同时,1800MKZ的信号衰减大于900MHZ的信号。

在考虑附加损耗的情况下,研究发射天线高度和接收天线高度以及树林层的高度对路径损耗的影响。附加损耗的表达式由文献中可得: LS?8.7(其中s?2??)sIm(n2?1) (3-3-17)

?h?z0???h?z??2h?z?z0,由式(3-3-17)可知附加损耗和接收天线

的高度、发射天线的高度、树林层高度、波长及折射率有关。

在树林层高度h为16m,发射天线高度为12m的情况下,附加损耗随接收天线变化情况如下图所示:

图3-8

分析:由图(3-8)可知附加损耗随接受天线高度的增加而减小,且几乎呈线性变化,频率高的信号减小的要快一些。当接收天线高度相同时1800MHZ的信号损耗大于900MHZ的。

在发射天线高度为6m,接收天线高度为4m,附加损耗随树林层高度变化的情况如下图:

图3-9

分析:由图(3-9)可知附加损耗随树林层高度的增加而增加,几乎也是线性变化关系。频率高的信号附加损耗增加的相对要快一些。对于相同的树林层高度,1800MHZ的信号损耗大于900MHZ的。

总损耗用LTotal来表示:LTotal?L0?LS。下图给出了900MHZ和1800MHZ时在树林层高度和发射天线高度一定时(树林层高度为16m,发射天线高度为12m),接收天线分别为4m,12m时的总损耗。


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