面向第五代移动通信的需求,空地毫米波通信结合了毫米波技术和无人机技术的优点,可以提供数千兆的数据速率。然而,毫米波通信能力易受环境影响,无人机通信场景复杂多变,对空地毫米波通信系统提出了更高的要求。论文基于场景重构技术和射线跟踪（Ray Tracing,RT）技术,对典型建筑物场景郊区、城市、密集城市和高层城市进行重构,并结合RT方法提出了空地传播路径概率预测模型;对典型空地场景平原、丘陵、山地和水上进行重构,并结合RT方法提出了空地传播损耗预测模型。论文主要研究工作如下:（1）研究了无线电波传播的主要传播机制,比较分析直射、反射和绕射三种传播路径,介绍了传播损耗的定义并对自由空间传播损耗模型进行仿真复现。研究了射线跟踪原理及其主要传播机制,并重点研究了正向和反向两种跟踪算法。同时,对使用射线跟踪方法所需要的场景重构技术进行研究,介绍了数字地图的概念和数据库简化的两种方法。（2）提出了基于场景重构技术和RT技术的空地传播路径概率预测模型。根据城市场景建筑物分布标准进行建筑物场景重构,并使用RT方法计算视距、反射、绕射和无信号路径出现的概率,结合场景重构和RT方法得到了一种空地传播路径概率预测方法。视距情况下,在New York University Squared模型的基础上进行改进,增加建筑物分布的影响,得到了参数化的视距概率模型;非视距情况下,进一步分为反射、绕射和无信号情况,根据RT数据进行拟合分别得到了反射、绕射和无信号路径的概率模型,并给出了四种典型建筑物场景的模型参数。对论文提出的空地视距、反射、绕射和无信号概率预测模型进行仿真复现,验证了空地传播路径概率预测模型的正确性。（3）提出了基于场景重构技术和RT技术的空地传播损耗预测模型。根据地形和地面覆盖物将空地场景分为平原、丘陵、山地和水上4种地形类型和10种典型场景进行场景重构,并使用RT方法进行传播损耗计算,结合场景重构和RT方法得到了一种空地传播损耗预测方法。在Close-in模型的基础上进行改进,引入无人机高度和环境参数,得到了参数化的传播损耗模型,并根据海量RT数据拟合得到了10种典型空地场景下的视距、反射和绕射路径传播损耗模型的参数。仿真验证了该模型建筑物场景和其他典型场景下的准确性,比较了四种典型地形不同高度下的论文模型预测结果、现有模型预测结果和RT方法预测结果,验证了所提传播损耗预测模型的正确性。