典型移动通信基站电磁环境影响模型化研究

发布时间：2017-07-04 13:01

  本文关键词：典型移动通信基站电磁环境影响模型化研究

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【摘要】：随着现代社会的进步和人们生产生活水平的提高,蜂窝移动通信已深入到人们日常生活的各个方面。电磁波,作为移动通信信号或信息的载体,使得电波传播以及电磁辐射自然而然的与人们的日常生活息息相关。与此同时,伴随着移动终端的不断增多和人们对移动通信的需求量提高,移动通信基站越来越多的出现在城市的角角落落。按照国家有关文件的明文规定,移动通信基站的建设必须对周围环境进行电磁环境评价,以防电磁超标。与此同时,移动通信基站的频频建设以及城镇建筑物密集程度的不断提高,使得到达移动终端的基站天线辐射信号势必受到建筑物墙壁反射和建筑物尖劈绕射的影响。射线跟踪法,作为一种电波传播预测的强有力方法,在研究典型移动通信基站天线电磁辐射及建筑物电波传播影响中发挥着十分重要的作用。本文依赖射线跟踪法,通过建立实际移动通信环境小区模型,具体分析了基站天线电波传播规律,并对具体场监测点场强组成进行了具体分析。本文首先对移动通信及移动通信基站天线的相关基础进行了介绍,并对移动通信基站及其电磁辐射的不同形式进行了扼要阐述。与此同时,文章对电波传播的三类常见形式—直射波、反射波和绕射波的传播机制进行了详细阐述,对反射波、绕射波传播中的场强转换公式进行了推导。通过建立三套坐标系—建筑物坐标系、发射天线坐标系和射线基坐标系,解决了在场监测点场强求解时各个路径波极化形式等变化的问题。通过流程图的建立,对反向射线跟踪法最关键的部分—电波传播有效路径的寻迹过程进行了具体分类。将直射波有效路径、一次反射波有效路径寻迹、二次反射波有效路径寻迹、一次绕射波有效路径寻迹、二次绕射波有效路径寻迹及组合波有效路径寻迹等形式的有效波寻迹过程进行了概括。分析推导了反射波或绕射波有效波路径中的建筑物墙壁反射点或尖劈绕射点坐标。针对典型移动通信基站电磁环境影响模型化研究,本文工作主要可以概括为:(1)典型移动通信环境(自由空间、郊区空旷环境和城市密集建筑物环境)基站电磁环境影响分类;(2)郊区空旷环境移动通信基站辐射数据实测及理论推导比对;(3)城市密集建筑物环境场点信号场强组成分析,建筑物环境对信号场强影响分析及场点有无基站天线直射信号时的场强组成分析。
【关键词】：蜂窝移动通信 电磁辐射 射线跟踪法 场强求解
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状及局限性11-13
• 1.3 本文主要工作及创新点13-14
• 1.4 本论文结构安排14-15
• 第二章 移动通信及移动通信基站15-25
• 2.1 移动通信15-20
• 2.1.1 移动通信的发展历程17-18
• 2.1.2 移动通信系统的频段使用18-19
• 2.1.3 蜂窝移动通信19-20
• 2.2 移动通信基站20-21
• 2.3 基站电磁辐射21-24
• 2.3.1 基站天线的架设21-22
• 2.3.2 电磁辐射区场的划分22-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第三章 电波传播理论及场强计算25-40
• 3.1 电波传播概述25-26
• 3.2 自由空间电波传播26-27
• 3.3 电磁波的反射27-29
• 3.4 电磁波的绕射分析29-33
• 3.4.1 电波绕射概论29-30
• 3.4.2 建筑物尖劈绕射分析30-33
• 3.5 建筑物平台对基站天线辐射影响模型化分析33-34
• 3.6 坐标系的建立与电场的相互变换34-38
• 3.6.1 坐标系的建立34-36
• 3.6.2 不同坐标系之间的场强转换36-38
• 3.7 场点场强的计算方法38-39
• 3.8 本章小结39-40
• 第四章 射线跟踪法及其加速技术40-55
• 4.1 射线跟踪法的分类40-41
• 4.2 射线跟踪法加速技术研究41-43
• 4.2.1 遮挡判定简化技术（空间分区技术）41-42
• 4.2.2 路径寻迹效率提升技术（枕形法和镜像法）42-43
• 4.3 反向射线跟踪法（镜像法）电波路径的寻迹和有效性判定43-54
• 4.3.1 直射波有效路径的寻迹44
• 4.3.2 一次反射波有效路径的寻迹44-46
• 4.3.3 一次绕射波有效路径寻迹46-49
• 4.3.4 二次反射波有效路径寻迹49-51
• 4.3.5 二次绕射波有效路径寻迹51-52
• 4.3.6 一次反射+一次绕射组合波有效路径寻迹52-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第五章 典型移动通信基站电磁辐射分析55-81
• 5.1 实际基站天线方向函数的拟合55-58
• 5.1.1 实际基站天线介绍及其拟合55-57
• 5.1.2 天线下倾角对电磁辐射的影响分析57-58
• 5.2 基站天线自由空间辐射分析58-60
• 5.3 典型移动通信环境建模60
• 5.4 郊区空旷环境电磁建模及场强分析60-63
• 5.5 城市密集建筑物环境电磁建模及场强分析63-77
• 5.5.1 电波传播有效路径寻迹及场强求解66-69
• 5.5.2 选频场场强计算及WirelessInsite数据验证69-72
• 5.5.3 建筑物材料特性对电波传播特性影响分析72-74
• 5.5.4 建筑物墙面/尖劈对电波传播特性影响分析74-75
• 5.5.5 有无直射波作用下终端场强分析75-77
• 5.6 实际计算方法应用到经典模型的验证77-80
• 5.6.1 雅典简化市区计算模型77-78
• 5.6.2 某小区计算模型78-80
• 5.7 本章小结80-81
• 第六章 全文总结与展望81-83
• 6.1 全文总结81
• 6.2 后续工作展望81-83
• 致谢83-84
• 参考文献84-87
• 攻读硕士期间的研究成果87-88

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 周睿东;杜玉玲;;方向函数在GSM基站电磁辐射水平预测中的应用[J];移动通信;2009年16期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 梁高光;复杂电磁环境仿真研究[D];北京邮电大学;2013年

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本文编号：517829