Распространение радиоволн в лесной среде. Теория боковой волны
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
µсного покрова, представлены на рис 22. Где на расстоянии 100 м от передатчика начинается просека шириной 4 м, дальше уже на дистанции от 120 м и выше - приемная антенна находилась в области тени (за холмом).
Рис 22. Дистанционная зависимость уровня поля в лесу в условиях сложного рельефа местности и неоднородности лесного покрова.
По формуле (27) получили дистанционную зависимость относительного уровня поля (рис 23), характеризующую разность результатов, представленных на рисунке 21 и 22.
Рис 23. Дистанционная зависимость уровня поля в лесу.
Из анализа графика, представленного на рис 23 видно, что рельеф местности и неоднородность лесного покрова не оказывают сильного влияния на ослабление уровня поля. Это объясняется тем, что в УКВ диапазоне на расстояниях порядка 100м распространение сигнала происходит за счет боковой волны, а как мы знаем большую часть своего пути она проходит над лесом.
С другой стороны, полученные результаты могут рассматриваться нам подтверждением интерпретации вышепредставленных дистанционных зависимостей. А именно, действительно, уже начиная с расстояний 80-100 м, распространение радиоволн, рассматриваемого частотного диапазона в лесу происходит за счет механизма боковой волны. В этом случае неоднородность лесного покрова приводили бы к значительно большей не монотонности дистанционных зависимостей уровня поля.
Вывод
В этой главе выполнены экспериментальные исследования распространения боковых волн в лесной среде. Важным результатом проведенных исследований является то, что во всех рассмотренных случаях боковая волна обнаруживается на расстояниях порядка 100 м, в то время как существующие литературные оценки дают величину на порядок больше, в частности, в [22] для частоты 100 МГц указываются дистанции 1 км или "несколько меньше".
Для определения эффективной диэлектрической проницаемости была использована методика, разработанная в Бурятском научном центре. Достоинством данного метода, являются простота, точность получаемых результатов, возможность определения параметров реальных лесов, учитывающих видовой состав леса, его внутреннюю структуру (например, наличие подлеска) и т.д. - всех тех факторов, учет которых затруднителен при построении теоретических моделей. Данный метод может использоваться только в полосе частот, на которых возможно распространение боковых волн, скользящих вдоль верхней кромки деревьев.
По этой методике проведены расчеты диэлектрических свойств лесных сред. И на основании этого получены данные по двум типам лесов, которые хорошо согласуются с литературными данными.
Изучены особенности распространения боковых волн в условиях сложного рельефа местности и неоднородности лесного покрова.
Заключение
В работе проведен анализ экспериментальных и теоретических работ опубликованных в настоящее время, определяющих основные закономерности распространения радиоволн в лесу. Установлено, что многие результаты работ, относятся к разным методам и условиям постановки экспериментов. Также во многих рассматриваемых работах отсутствуют данные о параметрах самих лесов, что затрудняет сравнение имеющихся данных. Все сказанное обуславливает необходимость систематизированного подхода к изучению данной проблемы. Это в свою очередь предполагает, во-первых, охват возможно большого числа различных типов лесов и определение среднестатистических параметров леса, во-вторых, единую методологию измерений, в-третьих, измерения ослабления электромагнитных волн лесными средами в широком частотном диапазоне.
В данной дипломной работе выполнены исследования влияния видовых и структурных свойств лесной растительности на особенности распространения в ней электромагнитных волн УКВ диапазона. Подтверждена особая роль боковых волн и доказана возможность их формирование для лесов средней плотности уже на дистанциях порядка 100 м на частотах 150 МГц. Проведено сравнение между уровнями ослабления поля в лесу и открытой местностью. Получены значения эффективной диэлектрической проницаемости для различных по плотности лесных сред. Рассмотрено влияние рельефа местности и неоднородности лесного покрова на условие формирования боковых волн в лесной среде.
Литература
1.А.А. Чухланцев, А.М. Шутко, С.П. Головачев, "Ослабление электромагнитных волн растительными покровами", Радиотехника и электроника, 2003, том.48, № 11, с.1285-1311.
2.Pampaloni P. Microwave radiometry of forests // Waves in Random Media. 2004.14. P.275-298
.Tamir T. On radio wave propagation in forest environments // IEEE Trans. Antennas and Propag. - 1967. - V.15, №6.
4.Kreveky S. HF and VHF radio wave attenuation through jungle and woods // IEEE Trans. Antennas and Propagat. - 1963. - №4. - p.506-507.
5.Herbstreit J. W., Crichlow W. Q. Measurement of the attenuation of radio signals by jungles // J. Res. Nat. Bur. Standarts. - 1964. - №8. - p.903-906.
6.Whale H. A. Radio propagation though New Guinea rain forest // Radio Sci. - 1968. - V.3, №10. - p.1038-1042.
.Burrows Ch. R. Ultra short propagation in the jungle // IEEE Trans. Antennas and Propag. - 1966. - V.14, №3. - p.385 - 388.
8.Sach David L., Wyatt Philip J. A conducting slab model for electromagnetic propagation within a jungle medium // Radio Sci. - 1968. - V3, №2. - p.125 - 134.
.Magazinnikova A. L., Yakubov V. P. Attenuation of coherent radiation in forest regions // Microwave and Optical Technology Letters. 1998, V. 19, No.2. P.164-168;
.Магазинникова А.Л., Якубов В.П. Дуальный механизм распространения радиоволн в условиях леса // Радиотехника и электроника. 1999. Т.44, № 1. С.5-9.
11.Magazinnikova A. L., Yakubov V. P. A dual model of the forest as a radio wave propagation medium // Proceedings of 2000 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP2000), Furuoka, Japan, 2000, 3F2-7.
12.Якубов В.П., Тельпуховский Е.Д., Миронов В.Л., Кашкин В.Б. Векторное радиопросвечивание ле?/p>