三維電波傳播特性標(biāo)量拋物型方程的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的飛速發(fā)展，預(yù)測(cè)復(fù)雜環(huán)境下的電波傳播特性已經(jīng)成為一個(gè)越來(lái)越重要的研究課題。其中電波預(yù)測(cè)模型是非常重要的部分，經(jīng)過(guò)前人的研究和發(fā)展，已經(jīng)提出了不少有實(shí)際意義的預(yù)測(cè)模型，但大部分是在特定的環(huán)境下才適用，目前仍然沒(méi)有一個(gè)完整的電波傳播估算理論模型，特別是現(xiàn)代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，更需要合理分配資源，盡量減少電波傳播過(guò)程中的盲區(qū)，研究電波傳播的路徑損耗也變得越來(lái)越重要。隨著通信業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)，用戶數(shù)也不斷增加，對(duì)通信系統(tǒng)容量的

2、要求也越來(lái)越高。另外，為了滿足通信行業(yè)的需要，高頻無(wú)線發(fā)射源也越來(lái)越多，這樣空間中電磁環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重，因此，必須對(duì)輻射的電波傳播特性進(jìn)行分析。本文基于拋物線方程方法來(lái)計(jì)算通信系統(tǒng)中的電波傳播損耗問(wèn)題。
　　 本文借助于拋物線方程方法對(duì)電波傳播預(yù)測(cè)問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究，主要做了以下工作：首先，介紹了電波傳播的理論，分析了電波傳播的幾種基本機(jī)制，對(duì)自由空間的電波傳播，繞射傳播，折射和反射現(xiàn)象等幾個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)的闡述，并推導(dǎo)出相關(guān)

3、計(jì)算公式。第二，基于前人已有的拋物線方程算法基礎(chǔ)，對(duì)拋物線方程算法的理論進(jìn)行更深入，更細(xì)致的推導(dǎo)，從二維拋物線方程的基礎(chǔ)上推導(dǎo)三維拋物線方程，同時(shí)推導(dǎo)了三維拋物線方程標(biāo)準(zhǔn)拋物線方程形式，二維標(biāo)量拋物線方程、三維標(biāo)量拋物線方程，引入了偽微分算子處理方法，使計(jì)算速度很快，使得計(jì)算準(zhǔn)確率得到提高。第三，研究了如何提高場(chǎng)的計(jì)算精度，為了提高三維拋物線方程計(jì)算的速度，采用分步傅里葉變換法，詳細(xì)闡述了分步傅里葉變換法算法的工作原理以及如何進(jìn)行奇偶分

4、解法來(lái)加速求解，利用位函數(shù)的原理來(lái)推導(dǎo)寬角三維拋物線方程，與其他計(jì)算方法的場(chǎng)對(duì)比，分步傅里葉變換方法計(jì)算速度更加快，更準(zhǔn)確。第四，分析了拋物線方程計(jì)算帶來(lái)的誤差系數(shù)，采用分段均勻來(lái)代替很長(zhǎng)一段不均勻的路徑來(lái)減小誤差的方法。同時(shí)給出了計(jì)算初始條件和邊界條件，初始源采用天線輻射方向圖的方法獲得，處理了無(wú)界自由空間的電波傳播。第五，分析了拋物線方程計(jì)算媒質(zhì)的特性，以便于處理不同媒質(zhì)邊界條件，對(duì)于水平極化和垂直極化方式進(jìn)行了分析，并將媒質(zhì)的特性