地理环境中电磁信息数据库的构建与插值算法的应用研究

发布时间：2020-10-27 13:46

　　 随着时代的进步,通信技术的快速发展,电磁波早已如同水和空气一般存在于人类生活的各个角落。近些年来,研究学者对于地理环境与电磁场相互作用后产生的电磁环境的研究也日益兴起,其中电磁环境的电磁信息的重建与可视化研究更是研究中必不可少的重要内容。在重建与可视化电磁数据信息时,对于电磁数据的分类体系、采集手段、组织方法和融合技术进行技术攻关尤为重要。本文旨在研究电磁环境中,构建关于电场相关的数据信息库,从而减少研究电磁环境中不必要的计算时间,文中主要提及的数据库为:天线方向信息图数据库以及天线在不同环境中辐射电场信息数据库。随后将采用基于模式的参数估计插值算法(MBPE)应用于电场数据的重建中,以弥补电磁数据信息的不足。论文首先介绍了在各种通信设备快速发展的时代,对于电磁地理环境研究的重要意义与各国研究发展现状。在电磁环境研究时,面对如此庞大的数据信息,“跨学科”借鉴了计算机学中“数据库”的概念,提出一些关于电磁信息的数据库。本论文中,初步构建了关于天线方向图数据库与天线在不同环境下辐射电场数据库。在电磁信息数据库构建的过程中,本论文中重点就两种数据库数据信息的获取过程进行了详尽的讨论与研究。最后论文中,针对数据库中的数据信息有限而电磁地理环境中的电磁数据信息数量则是巨大的这一现实条件,选择同时应用其他技术手段来收集与处理已有的电磁数据信息,其中插值技术作为电磁环境中电磁数据信息的补充尤为重要。文中引用MBPE插值算法应用于电磁环境中,尤其在研究区域较小,需要进行精细插值时,引入电磁数值计算中MBPE插值算法相对于已有的空间插值算法具有更好的插值效果。此外,本课题的研究不但可以减轻今后研究学者在研究电磁环境时复杂而又冗余的计算电磁数据过程,而且为本课题组参与的国家重点研发计划“全息地图获取与位置信息聚合技术”项目中子课题“声光电磁数据采集与融合方法”的研究任务提供了帮助,对于面向全息地图动态场景构建的电磁数据的分类体系、采集手段、组织方法和融合技术进行技术攻关。
【学位单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP311.13;O441
【部分图文】：

在研究复杂地理环境中电磁环境问题时有很多信息是不可预见的，因此在重??建电磁场时，当数据库中存在的数据不满足研宄需求时，需要利用其他数据采集??技术。这些数据的获得可以通过一些硬件设备进行实地采集，如图１．３所示，但??是对一些特殊地区，如高山、险地、城区密集地或者其他狭小空间，使用硬件设??２??

?第１章绪论???备进行数据采集就会变得非常困难。为了弥补这种数据采集方式的不足，插值技??术的研宄就会显得十分重要。以实地采集的数据为基础，可以利用空间插值技术??来获得这些特殊地区电磁场功率、场强等仿真数据，从而获得该地理环境（包含??特殊地区）中完整的电磁场分布，以便于进一步的分析和研究。??

熊邺等人也对ＭＢＰＥ算法在时域和空域实现方向图的双内插进行了改进［３９］，??文章中对与求解过程进行了改进，使其在文献的基础上，对矩阵进行分块处理，??其插值结果也有很大的改进。图２．１中（ａ）和（ｂ）是文中ＰＩ，?ＭＢＰＥ插值算法改进前??与改进后对于ＲＣＳ数据的插值结果的对比：??－１５１?——＊?始的?Ｒｃｓｆｔ？?＾?＇１５１?—ｗ．ｍ?ｒｃｓ?ｍ??－２０?？?Ｍ的?ＲＣＳＣ？?ｆ?－２０?？?建的?ＲＣＳｆｔＫ?ｆ??笔？?ＰｐｖＪ??－５〇｜????磷?Ｖ??０?？Ａ?，?＊?８０?１００?５０?〇?２０?４０?６０?８０?１００??水平扫描角／度?水子扫描角／ａ??（ａ）?（ｂ）??图２．１?ＭＢＰＥ插值算法对于ＲＣＳ数据的恢复??（ａ）未改进的ＭＢＰＥ算法结果?（ｂ）改进后ＭＢＰＥ算法结果??２．?ＭＢＰＥ算法在输电线路方向的应用??无线电信号激励下的输电线路可以被认为是广域空间下的电磁开放系统［６２］，??其物理机制与目标散射ＲＣＳ的特性十分相似。在文中［６３］，采用ＭＢＰＥ插值算法??对输电线路散射场进行研究，从研究频段范围的区间内选择若干频率点作为采样??点
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 唐波;陈彬;赵志斌;向小民;刘兴发;;基于模型参数估计技术的输电线路散射特性快速求解[J];中国电机工程学报;2015年05期

2 李建斌;彭勃;刘东亮;;大型射电望远镜电磁环境频谱监测[J];电波科学学报;2015年02期

3 孙才志;李秀明;;基于ArcGIS的下辽河平原地下水功能评价[J];地理科学;2013年02期

4 王壮;余国文;陈再兴;杨青;;雷达目标RCS数据压缩及重构硬件实现算法分析[J];空军雷达学院学报;2012年02期

5 吴金华;李纪伟;朱鸿儒;;基于ArcGIS区统计的延安市土地生态敏感性评价[J];自然资源学报;2011年07期

6 马烈;孙保良;关成斌;;复杂模型线天线辐射分析的MBPE技术[J];海军航空工程学院学报;2009年06期

7 李建斌;彭勃;孙建民;夏跃兵;;射电天文站电磁环境测量方法及分析[J];电波科学学报;2009年03期

8 林珲;黄凤茹;闾国年;;虚拟地理环境研究的兴起与实验地理学新方向[J];地理学报;2009年01期

9 李龙,梁昌洪,史琰;多天线系统的广义谐振研究[J];电子学报;2003年S1期

10 万继响,宗卫华,梁昌洪;MBPE技术快速分析导体散射的频空二维特性[J];西安电子科技大学学报;2003年06期

相关硕士学位论文 前6条

1 葛鑫勇;基于射线追踪的城市小区复杂环境电波传播特性研究[D];南京邮电大学;2015年

2 刘涛;基于ArcGIS Engine的三维城市复杂电磁环境研究[D];北京邮电大学;2014年

3 江少伦;基于射线追踪法的任意形状隧道内场强预测方法研究[D];电子科技大学;2012年

4 张忠波;基于射线跟踪技术的室内电波传播预测研究[D];西安电子科技大学;2012年

5 王伟;数据库的法律保护问题研究[D];西南财经大学;2010年

6 方明;Volcano模型的分析及应用[D];复旦大学;2008年

本文编号：2858600