超大规模地形半经验电波传播模型研究及其在雷达选址中的应用

发布时间：2022-10-15 12:20

　　电波传播建模问题是电磁工程领域研究重点之一,好的电波传播模型无论是在通信领域,还是在国防军事领域均有着重要的应用价值。当前电波传播模型分经验传播模型、射线传播模型和抛物线方程传播模型,其中前者属于传统近似模型,类型多、效率高;后两者属于精确模型,具有通用性但需要消耗大量计算资源,尽管硬件性能不断提升,但目前仍然存在效率瓶颈,有效利用传统经验模型仍然是解决超大规模场景电波传播问题的主要手段。针对传统电波传播模型的多样性,本文从典型经验传播模型入手,重点研究微蜂窝和宏蜂窝两种典型尺度经验模型及其在雷达选址等装备布局中的应用,主要工作包括:（1）从电磁波传播机理入手,重点研究有效天线高度增益和多峰绕射损耗计算问题。借鉴几何光学方法,本文用统一的任意多峰模型取代ITU建议书中的多峰损耗修正模型,为后面多峰绕射损耗计算奠定理论基础。（2）研究了城市环境下电波传播建模问题。重点研究了Okumura、WI和Lee微蜂窝三类模型的机理和具体实现,分别对应无几何信息输入城市模型、规则城市模型和非规则城市模型;本文通过数值实验,验证了模型的有效性,并给出各模型的优劣对比。（3）研究了大尺度不规则地形的电波... 

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文组织结构
第二章 基本传播机制建模
    2.1 自由空间传播损耗
    2.2 反射
    2.3 衍射
    2.4 散射
    2.5 本章小结
第三章 城市环境电波传播模型
    3.1 Okumura-Hata传播模型
    3.2 Walfisch-Ikegami模型
        3.2.1 模型的物理意义来源
        3.2.2 Walfisch-Ikegami模型算法说明
        3.2.3 WI模型计算示例
    3.3 Lee微蜂窝模型
        3.3.1 微蜂窝预测模型近场距离
        3.3.2 基本模型
        3.3.3 地形效应
        3.3.4 其它属性信息
        3.3.5 计算示例
    3.4 三种模型比较
    3.5 本章小结
第四章 Lee宏蜂窝模型
    4.0 单断点模型简介
    4.1 区域-区域路径损耗计算
        4.1.1 区域-区域计算简介
        4.1.2 1英里截断点的重要性
    4.2 调整因子
        4.2.1 天线参数调整
        4.2.2 频率调整
    4.3 有效天线高度增益
    4.4 衍射路径的衍射损耗
        4.4.1 单峰情况
        4.4.2 多峰情况
        4.4.3 衍射损耗计算修正
        4.4.4 信号平滑过程
    4.5 Lee模型变形
    4.6 地形高度对预测结果的影响
        4.6.1 地形高程数据文件
        4.6.2 抽取地形数据
        4.6.3 计算径向上每一点的高程信息
        4.6.4 有效地球曲率
    4.7 本章小结
第五章 Longley-Rice模型
    5.1 输入参数
    5.2 模型输出说明
    5.3 预计算
    5.4 超额损耗计算
        5.4.1 绕射区参数计算
        5.4.2 直射区参数计算
        5.4.3 散射区参数计算
    5.5 变量——损耗分位点
    5.6 特殊函数数值计算
    5.7 两个模型计算示例
    5.8 两者模型对比分析
    5.9 本章小结
第六章 传播模型在雷达选址中的应用
    6.1 雷达选址背景
    6.2 国外雷达选址软件——RPAS
        6.2.1 背景介绍
        6.2.2 RPAS系统结构简介
    6.3 选址模型软件
        6.3.1 输入数据文件
        6.3.2 抽取地形数据
        6.3.3 计算相应的参数
    6.4 计算示例
        6.4.1 高程图
        6.4.2 电磁屏蔽角
        6.4.3 仰角分布图
        6.4.4 杂波图
        6.4.5 高程可视图
    6.5 CNR计算理论基础
    6.6 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 工作总结
    7.2 未来展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于射线跟踪的射线管分裂新方法[J]. 刘芜健,张业荣,曹伟.  电子与信息学报. 2008(04)
[2]三维射线跟踪预测模型在5.8GHz的实验验证[J]. 李超峰,焦培南.  电波科学学报. 2006(06)
[3]迭代不变性测试方程法在城市微小区电波传播预测中的应用[J]. 宰昕宇,洪伟.  通信学报. 1999(03)
[4]地物散射特性的实验研究[J]. 汤明,尹志盈.  科学通报. 1996(07)
[5]裸地散射特性分析[J]. 汤明.  电波科学学报. 1994(04)

硕士论文
[1]雷达杂波建模与仿真[D]. 陈金明.西安电子科技大学 2010
[2]雷达地杂波建模仿真研究[D]. 洪丽娜.国防科学技术大学 2003



本文编号：3691296