Процессы, связанные с многолучевым распространением, основываются на распространении сигналов, и как результат могут быть две или более траектории, которые соответствуют прибытию сигналов на приемные антенны для одного и того же времени или при минимальном временном отличии (несколько наносекунд).
Для многолучевого распространения мы можем столкнуться с негативным эффектом по параметрам, связанным с общей производительностью, пропускной способностью и увеличением задержек в сетевой структуре поскольку требуется, чтобы отправлялись фреймы от 2 уровня, в этой связи существует межсимвольная интерференция.
В случаях, если расстояние между передатчиками и приемниками уменьшаем в два раза, тогда изменения в степени затухания будет около 5-6 дБ.
Необходимость в том, чтобы компенсировать потери качества связи, вследствие интерференции для многолучевых сред ведет к тому, что разработчики узкополосных передающих систем доводят мощностные характеристики передатчиков до уровней, в которых они не менее 10 дБ и используют приемные схемы, ведущие к компенсации больших динамических диапазонов сигналов [2]. Особенности передачи сверхширокополосных хаотических сигналов в помещениях будут другие. При росте значения расстояний между передатчиками и приемниками, возникает затухание для сверхширокополосных хаотических радиоимпульсов.
При переходе от сред, которые близки к сфере «свободного пространства», к областям многолучевого распространения, идет существенный рост мощностей хаотических радиоимпульсов для входов приемных устройств, что ведет к тому, что увеличивается выходной сигнал приемника. Это ведет к доказательству того, что существуют эффекты, связанные с многолучевым усилением.
Есть отличие статистических подходов, которые соответствуют конкретным участкам расположения передатчиков и приемников, от подходов, соответствуют больших помещениям, при этом требуется использование большего числа деталей, чтобы получить точный прогноз для распространения сигналов в помещениях. Если говорить о теоретических основах, то характеристики распространения радиоволн мы можем точным образом определить, исходя из того, как решаются уравнения Максвелла для геометрий зданий с учетом граничных условий [3]. Однако, указанные подходы ведут к весьма большому количеству математических операций, ведущих к необходимости использования существенных вычислительных мощностей, объединения компьютеров. В этой связи нельзя говорить об экономных способах оценок характеристик распространения волн в помещениях. Способ трассировки лучей является привлекательным методом, позволяющим рассчитывать уровни времен инвариантных импульсных откликов, соответствующим разбросу по задержкам и сопутствующим характеристикам окружающей среды в помещениях [5].
Можно отметить, что есть требования к вычислениям, отличающиеся от методиках, базирующихся на Максвелловских уравнениях. Различные модели, связанные с прогнозированием и распространением трассировок лучей, в каждом из помещений на базе их подробных геометрий и конструкций, можно рассматривать как достаточно эффективное средство в проектировании систем связи [6]. Если говорить о практическом приложении, то интерес представляет не точная интенсивность сигнала, а определения некоторой его оценки.
При решении практических задач, связанных с рассеянием электромагнитных волн во многих случаях используют метод интегральных уравнений.
Можно выделить несколько критериев для определения применимости существующих методов решения задач рассеяния электромагнитных волн на объектах со сложной формой:
1. Эффективность метода для объекта произвольной формы;
2. Существование метода вычисления распределения электромагнитных полей в ближней зоне;
3. Точность метода;
4. Существование работающей компьютерной программы.
На основании анализа существующей отечественной и зарубежной литературы [7, 4] можно сделать вывод, что метод интегральных уравнений в подавляющем большинстве случаев удовлетворяет вышеперечисленным критериям, что и объясняет его широкое применение при моделировании различных антенно-фидерных устройств.
Интегральные уравнения для одного тела могут быть обобщены на систему тел [1]. Под областью интегрирования и областью изменения точки наблюдения в этом случае следует понимать поверхность не одного, а совокупности тел и эти тела могут содержать магнито-дилектрические материалы на своей поверхности. При анализе дифракции на многих объектах особым случаем является задача дифракции на периодических структурах. При этом существует возможность уменьшения размерности задачи.
Комбинация метода интегральных уравнений с теорией периодических структур позволяет проводить расчет характеристик двумерно-периодичных объектов. Возможен расчет подобных структур на основе приближенных или эвристических подходов.
Проведем оценку возможностей метода интегральных уравнений для расчета характеристик рассеяния металлических объектов, которые могут быть представлены в виде совокупности элементарных отражателей. Особенно представляет интерес ситуация, когда такие объекты представляются в виде совокупности пластин, то есть может рассматриваться, так называемая «фасеточная» модель.
В результате, была построена методика расчета характеристик рассеяния объекта сложной формы, которая основана на комбинации аналитических методов и метода физической оптики+метод краевых волн.
Проводилась оценка вклада краевых волн. В процессе исследований было установлено, что вклад от краевых волн в широком секторе углов наблюдения, на несколько десятков дБ меньше по сравнению с вкладом, обусловленным отражением от других элементарных отражателей, входящих в состав объекта сложной формы.
Следует отметить, что данная методика будет эффективно работать для объектов с большими размерами (a, L > 10l). Было проведено сравнение результатов расчетов вторичной мощности рассеяния рассматриваемой структуры на основании этой методики и метода интегральных уравнений [8, 9].
С использованием указанного алгоритма в рамках определенных ограничений можно проводить расчеты характеристик рассеяния электромагнитных волн с точки зрения двумерной модели для оценки характеристик трехмерных объектов.
Библиографическая ссылка
Эльмусова Р.М. ОБ ИССЛЕДОВАНИИ СВОЙСТВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН // Международный студенческий научный вестник. – 2017. – № 4-7. ;URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=17636 (дата обращения: 23.04.2024).