第40卷 第2期2001年 3月中山大学学报(自然科学版)
ACTA SCIENTIARUM NATURALIUM UNIVERSITATIS SUNYATSENIVol 40 No 2
Mar 2001
基于MATLAB语言的电波传播路径损耗的仿真
龙云亮,黄 明,王兴玮,王 泳
(中山大学无线电电子学系,广东广州510275)
摘 要:根据几何绕射理论的建模思想,利用MATLAB语言,对自由空间的电波在高层建筑物后的传播
路径损耗和场强的分布进行了仿真和计算,并用图形和不同的颜色来表示场强的强弱分布,对无线电基站的选址定位起到了很好的辅助效果.
关键词:MATLAB;几何绕射理论;路径损耗;计算机仿真
-6579(2001)02-0031-03中图分类号:TN925 文献标识码:A 文章编号:0529
计算机仿真技术是利用计算机对研究对象的数学模型进行仿真研究.仿真时首先建立应用系统的仿真模型,然后利用计算机去求解,因而较
其它方法容易、快捷、经济,针对不同的系统有时只需要更改参数即可,这是其它方法(实物试验)无法相比的;同时由于计算机本身运行的安全性,无论仿真模型多么复杂,仿真都是安全的,因此计算机仿真技术作为强有力的研究工具,获得了广泛的应用.如何利用计算机对系统进行仿真,分析,研究,关键在于仿真模型的构造,模型的准确与否将会直接影响到仿真结果的可靠性.在近十几年来,对于预测建筑物后阴影部分的场强分布和传输路径损耗,提出了基于GTD的模型,本文利用MATLAB语言对电磁波在自由空间的传播路径损耗和建筑物后的场强分布进行了仿真模拟和计算,并给出了仿真结果.通过对仿真结果的比较、分析,可用于指导实际系统的设计.
MATLAB是一种用于进行科学和工程计算的交互式软件,它的基本单元是矩阵.解决同样的数值问题,使用MATLAB语言比FORTRAN和C语言编程效率要高好几倍,而且MATLAB对于问题的表达方式和问题的数学表达形式完全一致.MATLAB所提供的图形交互式的模型输入计算机仿真环境SIMULINK已成为计算机仿真领域最受欢迎的仿真软件环境.除了传统的交互式编程外,还提供了可靠的矩阵运算,图形绘制,数据处理等工具.
[1]
1 基于GTD的数学模型
图1是电磁波发射和接收模型.其中,HT是发射天线的高度、HB是建筑物的高度、HR是接收机的高度、DT是发射天线距建筑物的距离、d是建筑物的间距
.
图1 基于GTD的电磁波发射和接收模型andreceivebasedonGTD
Fig 1 Themodelofelectromagneticwavetransmit
几何绕射的公式[2]
EGTD=E0D exp(-jks)/
UTD,其绕射系数为
D=
2n2 k
+cotF(ksa( -2n
cotF(ksa-( -2n
R0cotF(ksa-( +
2n
RncotF(ksa+( +
2n
s
(1)
其中,E0为绕射点的场强,D为绕射系数.对
)+ )+(2) ))+ ))
基金项目:教育部高等学校骨干教师资助计划项目;广东省 千百十工程 优秀人才培养基金项目07- ()