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由于无线电波在传播环境中存在复杂的多径传播特性,本文使用基于射线跟踪的确定性方法对无线电波传播特性进行研究。首先介绍无线信道的主要研究现状,然后通过对现有射线跟踪方法的分析,提出一种确定性射线管分裂法,并使用该方法对无线信道中的诸多问题展开研究。本文主要内容包括如下:
(1)介绍无线信道与射线跟踪的基础知识,发展并完善射线跟踪方法理论,使用射线跟踪方法来研究无线电波的多径传播特性。在传统的射线管分裂方法基础上提出一种新方法—确定性射线管分裂法,同时给出该方法的解析分裂格式和完备性说明。通过将仿真结果和测量结果进行比较,两者一致性良好,从而验证了该方法的正确性;而且和传统的射线管分裂方法相比,该方法还具有计算时间较少、计算效率较高、计算精度较高的优点。
(2)给出基于确定性射线管分裂法的射线跟踪方法在计算机上编程的实现过程,同时提出了一种新的相交测试方法,通过射线追踪得到的计算机路径数据和利用解析几何所求的数据对比,验证了射线追踪路径数据的正确性。
(3)使用确定性射线管分裂法对窄带信道的传播特性进行了研究。首先推导出经过二次反射后反射场与入射场的极化关系,考虑了二次反射的极化特性。通过射线跟踪可以获得到达接收点的所有射线管路径参数,包括传播距离、发射角、反射角、入射角、反射场的幅度、相位和极化矢量等参数,然后预测了典型办公室环境的场强分布、路径损耗等无线电波传播特性。
(4)使用确定性射线管分裂法研究和分析超宽带无线信道的传播特性。基于在传统时域射线跟踪法中反射系数近似会产生明显截断误差的缺陷,提出一种新的n阶修正Bessel函数的渐近公式,改进后的时域反射系数近似公式其形式简单且精度较高。然后对超宽带无线信道多径时延、接收波形等传播特性进行分析研究,最后得到超宽带无线信道的特性参数。