《电波传播理论》课件 城市环境中电波传播特性的仿真和分析

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❖ 损耗与接收天线高度的关系
接收天线的高度越高，传输损耗就越小。这主要 是因为接收天线架设高度越高，天线周围的障碍 物对信号的影响就越小，接收到的场强也就越大 ，从而传输损耗越小。
在天线高度为1m到3m范围内变化时，传输损耗 降低了4dB左右，而通常人的身高在1.5m到2m之 间，在这个范围内传输损耗只有2dB左右的差别 。所以就手机而言，接收高度的影响并不是特别 重要。
CDMA800与GSM900相比，相同距离上的传输 损耗要小。
这主要是因为一方面由于频率越高，波长越短， 因此电波传播途中遇到障碍物时绕射的作用越弱 ，障碍物的阻挡作用越强，导致损耗越大；
另一方面由于频率越高，大气对它的吸收也越大 ，这也导致在传播过程中传输损耗就越大。
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❖ 损耗与传播距离的关系
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 d(km)
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城区
20
0
5
10
15
20
25
d(km)
郊区
10
❖ 无线电波在郊区传播时，随着距离的增加， 衰减中值也不断增大，但是增加的幅度要明 显小于城区的衰减中值。这与理论是相符的 ，同城区一样，随着距离的增加，建筑物会 相应增加，衰减中值也就随之增加，但由于 郊区的建筑物分布不像城区一样密集，而且 建筑物的高度也会有所下降，传播环境要好 于城区，所以郊区的衰减中值要小于城区。 可以看出，北京市郊区电波传播衰减中值的 幅度在20～40dB之间。
第九章、城市环境中电波传播特 性的仿真和分析
城市环境一般是指大厦和两层以上的建筑 物稠密的地区，包括大的商业街区以及居民生 活小区。在城市环境中的电波传播由于受到地 理条件的限制，电波传播特性有别于开阔地区 的电波传播。对城市环境中电波传播特性的研 究有助于电波在路径上的传输损耗的分析；有 助于移动通信基站的选址和优化。
❖ L =7.42-0.78d(km)
160
155
150
145
140
135
Lp(dB)
130
125
实测
120
修正Egli
115
110
105
100
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
ห้องสมุดไป่ตู้
d(km)
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第3节、北京市区电波传播特性的 分析
❖ 损耗与发射频率的关系
发射频率越高，传输损耗越大。
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第1节、城市环境中的建筑物
❖ 城市环境中的建筑物类型
比较有规划的建筑群，如居民小区。 高层建筑物。在一群建筑物前有一栋或几栋很高
的大厦，在这些大厦的后面不远处有一些矮的建 筑。
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第2节、北京市区电波传播预测模 型的修正
❖ 实测结果
但如果是大型的接收机，也应该尽量将接收天线 架高，比如架设在建筑物的楼顶。
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衰减中值的计算
❖ 衰减中值的定义
反映地形地物及建筑物影响的一个物理量，它定 义为：
A(dB) Lp Ls
❖ 北京市衰减中值的计算
50
45
A(dB) A(dB)
45
40
40 35
35
30
30
25
25
20
d (km) E(dBV / m) Lp (dB)
0.5 71.8 109.2
1 62.7 118.3
2 52.1 128.9
4 43.2 137.8
8 34.2 146.8
12 29.3 151.7
16 26.7 154.3
20 24.3 156.7
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Hata模型的修正
Lp 69.55 26.16 lg( f ) 13.82 lg(hb ) (hm ) [44.9 6.55lg(hb )]lg(d ) K L
传播距离的增大，传输损耗也不断加大。
在实际城市环境中的电波传播过程中，由于实际 环境更为复杂，导致功率在传播中的损耗更大， 所以距离越远时传输损耗也越大。
❖ 损耗与发射天线高度的关系
随着发射天线高度的增加，传输损耗不断减小。 这主要是因为天线架设高度越高，障碍物落入第 一菲涅尔区的可能性就越小。
一般来说，为了扩大基站的覆盖范围，都会将天 线架设得比较高。
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❖ L =d -0.53-0.4d(km)
160
155
150
145
140
135
Lp(dB)
130
125 实测
120
修正Hata
115
110
105
100
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
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d(km)
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Egli模型的修正
Lp 88 20 lg f 40 lg d 20 lg(hb ) 20 lg(hm ) L