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[硕士论文] 魏姣
物理学 西安电子科技大学 2017(学位年度)
摘要:电磁态势评估对军民用通信、电子对抗、干扰源定位侦查等领域具有重要的研究价值,准确、高效、实用的电磁态势评估技术对上述领域的发展意义重大。
  目前,各种经验、半经验信道模型只能用于估计某种链路环境下的链路余量,不能用于电磁态势“精准”评估预测,以射线追踪法为主的精确性模型可以对场强进行精确计算,但其繁重的计算量以及对全路径地物分布数据库的需求都约束了此类方法的实际应用,满足不了复杂环境中场强预测的工程应用需求。
  本文提出一种准确、高效、工程实用的电磁态势评估方法,可实现无GIS帮助下电磁态势的“精准”评估,本文的主要研究内容如下:
  从电波传播角度对静态地形、地物的形态进行分类,对地物边界进行几何等效。分析了电磁态势评估对地物几何特性参数的需求,并对所需地物边界的几何特性参数进行了研究和总结,为场强的精确计算奠定了几何基础。
  通过对地形地物反射特性随介电参数的变化情况进行仿真分析,得出在电磁态势评估中实地测量获取地形地物电磁特性参数的必要性,基于此本文提出利用工程可操作性较强、较可靠的“垂直透射法”来测量与反演地物电磁特性参数,进而确定实际电波传播环境中地物边界的反、绕射系数,为场强的精确计算奠定基础。
  针对复杂地物环境提出一种实用电磁态势评估新方法,并基于电波传播场强计算理论,推导出此方法的数学模型。在多径确定方面,将场点周围可视区波束交叉空间内的地物划定为对场点场强有贡献的有效地物,利用激光测距获取地物特征点并对有效地物边界建模,在此基础上,根据射线追踪理论在有效地物边界上寻找有效多径来波;在场强计算方面,对预测区域划分可视区后,进一步将可视区划分为若干个直达波一致区,在借助一定测量手段获得各直达波一致区基准场并根据射线追踪法确定有效多径的基础上,利用测得的基准场推演计算某场点直达波与多径来波,根据数学模型计算所有来波信号在场点的叠加总场,综合各可视区场点场强预测结果得到预测区域的电磁态势分布。
  基于上述电磁态势评估方法,针对实际山地与建筑区场景进行电磁态势预测,通过将实测与预测结果的对比分析,验证了本文提出的电磁态势评估方法的准确性,该方法在实施过程中的高效性和简便性使其在电磁态势评估中具有较高的工程实用性。
  本文提出的电磁态势评估方法易于推广和实施,具有较高的预测效率与精确度,对于实际工程中电磁态势评估有很大的参考价值,对于电磁环境监测、未来5G移动通信系统网络规划与优化、电磁干扰源追踪定位等应用具有重要意义。
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