Численный анализ распространения радиоволн в городских условиях и рассеяния на шероховатых поверхностях

• Автор: Белоногов, Савва Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 120 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1.Исследование многократного рассеяния волн на хаотически

расположенных параллельных тонких цилиндрах бесконечной высоты

1.1 Двумерное уравнение переноса излучения

1.2 Аналитическое решение для изотропного рассеяния

1.3 Численный расчет методом Монте-Карло

1.4 Сравнение полученных результатов.

1.5. Вывод 37 Глава 2. Статистическое моделирование в лучевом приближении рассеяния волн на объектах конечной высоты, хаотически распределенных

по плоскости

2.1 Вероятность прямой видимости и средняя длинна свободного пробега

2.2 Индикатриса однократного рассеяния
2.3 Алгоритм моделирования многократного рассеяния методом Монте-Карло
2.4 Численный расчет плотности энергии при рассеянии на толстых цилиндрах и городских строениях
2.4.1 Источник и приемник в области рассеивателей
2.4.2 Источник выше области рассеивателей
2.4.3 Влияние высотного профиля городской застройки
2.5. Численный расчет углового распределения принимаемой мощности при
рассеянии на толстых цилиндрах и городских строениях
2.5.1 Алгоритм регистрации углового распределения принимаемой мощности
2.5.2 Источник и приемник в области рассеивателей
2.5.3 Область наблюдения выше городских строений
2.5.4 Источник выше зданий городской застройки
2.6. Особенности рассеяния на тонких цилиндрах конечной высоты
2.7. Выводы.

Глава 3. Моделирование распространения радиоволн в городских условиях с учетом эффектов дифракции
3.1. Алгоритм расчёта дифракции на отдельном рассеивающем объекте методом Монте-Карло
3.2. Численный расчет усреднённой энергии радиоизлучения в городских условиях с учётом дифракции
3.3. О влиянии дифракции на угловое распределение принимаемой мощности
3.4. Выводы
Глава 4. Статистическое моделирование многократного рассеяния волн на шероховатой поверхности при скользящем распространении
4.1. Алгоритм моделирования многократного рассеяния волн на шероховатой поверхности методом Монте-Карло.
4.2. Проверка адекватности работы предложенного алгоритма.
4.3. Численный анализ влияния затенений и дифракции на среднее значение плотности энергии.
4.4. Угловое распределение принимаемой мощности.
4.5. Выводы.
Заключение
Список используемой литературы

Введение
Одной из практически важных задач радиофизики является исследование особенностей распространении радиоволн дециметрового диапазона в городских условиях. Интерес к этой проблеме особенно сильно возрос в последние годы в связи с развитием систем мобильной связи. В настоящее время накоплен большой экспериментальный материал, основанный на измерениях усреднённых характеристик радиоизлучения различных источников в городе [1-5]. На основе этих данных создан ряд эмпирических моделей для расчёта усреднённого значения принимаемой мощности, а также её углового азимутального распределения в зависимости от расстояния между базовой станцией и мобильным пунктом, высоты базовой и мобильной антенн и частоты излучения [1, 6-11]. Эти эмпирические зависимости являются основой для разработки стандартных моделей городских радиоканалов, используемых при разработке различных систем мобильной связи [12,13]. Аналитическое решения данной задачи, вследствие многолучевого характера распространения волн и специфической геометрии рассеяния, весьма затруднено. Существуют численные алгоритмы расчёта характеристик радиосигналов в конкретных небольших районах города с заданной геометрией зданий, основанные на лучевых представлениях [14-16]. Что касается больших участков городской застройки, то тут детерминированный подход практически невозможен, и остаётся решать задачу статистически на основе предположения о хаотическом расположении городских зданий и случайности отражающих свойств стен строений. При этом нужно иметь в виду, что крупные городские строения
л>-г
Рис. 1.4.Зависимость средней плотности энергии от расстояния (альбедо 0.9)

Рис. 1.5 Зависимость средней плотности энергии от расстояния (альбедо 0.8)