Двух лучей модели наземного отражения является многолучевой модели распространения радиоволн , которая предсказывает потери пути между передающей антенной и приемной антенной , когда они находятся в прямой видимости (LOS) . Как правило, две антенны имеют разную высоту. Принятый сигнал состоит из двух компонентов: компонента прямой видимости и компонента отражения, сформированного преимущественно одной волной, отраженной от земли.
Диаграмма 2-лучевого отражения от земли, включая переменные для алгоритма распространения 2-лучевого отражения от земли.
Из рисунка полученная компонента прямой видимости может быть записана как
а отраженная от земли составляющая может быть записана как
где - передаваемый сигнал, - длина луча прямой видимости (LOS), - длина луча, отраженного от земли, - объединенное усиление антенны на трассе LOS, - объединенное усиление антенны вдоль земли -reflected путь, длина волны передачи ( , где является скорость света , и является частота передачи), является коэффициент отражения и заземления является задержка распространения модели , которая равна . Коэффициент отражения от земли составляет [1]
где или в зависимости от того, имеет ли сигнал горизонтальную или вертикальную поляризацию соответственно. вычисляется следующим образом.
Константа - это относительная диэлектрическая проницаемость земли (или, вообще говоря, материала, от которого отражается сигнал), это угол между землей и отраженным лучом, как показано на рисунке выше.
Исходя из геометрии фигуры, получаем:
а также
,
Следовательно, разница в длине пути между ними равна
что является точным в дальней зоне поля, то есть когда (здесь углы измеряются в радианах, а не в градусах) или, что то же самое,
и где комбинированный коэффициент усиления антенны является продуктом передающей и приемной антенны выгоды, . Эта формула была впервые получена Б. А. Введенским. [3]
Обратите внимание, что мощность уменьшается как обратная четвертая степень расстояния в дальней зоне, что объясняется деструктивной комбинацией прямого и отраженного путей, которые примерно одинаковы по величине и различаются по фазе на 180 градусов. называется «эффективной изотропной излучаемой мощностью» (EIRP), которая представляет собой мощность передачи, необходимую для получения такой же принимаемой мощности, если бы передающая антенна была изотропной.
Характеристики мощности в зависимости от расстояния [ править ]
График зависимости мощности от расстояния
Когда расстояние между антеннами меньше высоты передающей антенны, две волны добавляются конструктивно, чтобы получить большую мощность. По мере увеличения расстояния эти волны конструктивно и деструктивно складываются, давая области увеличения и уменьшения. По мере того, как расстояние увеличивается за пределы критического расстояния или первой зоны Френеля, мощность падает пропорционально величине, обратной четвертой степени . Приближение к критическому расстоянию можно получить, установив Δφ равным π как критическое расстояние до локального максимума.
Приведенные выше приближения действительны при условии , что это может быть не так во многих сценариях, например, когда высота антенны не намного меньше по сравнению с расстоянием, или когда земля не может быть смоделирована как идеальная плоскость. В этом случае нельзя использовать и требуется более точный анализ, см., Например, [4]
В случае модели потерь на путях прохождения бревна [ править ]
Модель 2-лучевого отражения от земли может рассматриваться как случай модели с несколькими уклонами с точкой излома на критическом расстоянии с наклоном 20 дБ / декада до критического расстояния и крутизной 40 дБ / декада после критического расстояния. Используя модель свободного пространства и двухлучевую модель, описанную выше, потери на трассе распространения можно выразить как
где и - потери в свободном пространстве и на пути двух лучей.
^ a b Джейкс, WC (1974). СВЧ мобильная связь . Нью-Йорк: IEEE Press.
^ Раппапорт, Теодор С. (2002). Беспроводная связь: принципы и практика (2-е изд.). Река Аппер Сэдл, штат Нью-Джерси: Prentice Hall PTR. ISBN 978-0130422323.
↑ Введенский, Б.А. (декабрь 1928 г.). «О радиосвязи на ультракоротких волнах». Теоретическая и экспериментальная электротехника (12): 447–451.
^ Loyka, Сергей; Коуки, Аммар (октябрь 2001 г.). «Использование модели двухлучевого многолучевого распространения для анализа бюджета линии СВЧ». Журнал IEEE Antennas and Propagation Magazine . 43 (5): 31–36.
Дальнейшее чтение [ править ]
С. Салоус, Измерение распространения радиоволн и моделирование каналов, Wiley, 2013.
Дж. С. Сейболд, Введение в радиочастотное распространение, Wiley, 2005.
К. Сивяк, Распространение радиоволн и антенны для личной связи, Artech House, 1998.
Долуханов М.П. Распространение радиоволн. М .: Связь, 1972.
Никольский В.В., Никольская Т.И. Электродинамика и распространение радиоволн. М .: Наука, 1989.
vтеМодели распространения радиочастоты
Свободное место
Потери в свободном пространстве
Уравнение передачи Фрииса
Напряженность дипольного поля в свободном пространстве