A hatás az erdők a rádióhullámok terjedésének, a megnövekedett mobil
3.7. A hatás az erdők a rádióhullámok terjedésének.
Sok tényező befolyásolja a rádióhullámok terjedésének a fák és a felettük: a függés a vastagsága korona (téli-nyári), fa szintkülönbségek, nedvesség, levél mérete, elhelyezkedése fák fajtájuk, stb.; attól függően, hogy a tartomány a rádióhullámok és a kapcsolódó hatása az ágak, fatörzsek, levelek, gyengülő és szóródása rádióhullámok.
Képessége összehasonlító értékelését a kísérleti adatok egymással és az elméleti eredmények rádióhullámok terjedési különböző tartományokban az erdőkben rendkívül bonyolult annak a ténynek köszönhető, hogy sok kísérletet végeztek nélkül, megfelelő kalibrációs mind a jellemzői a mérőkészülék és a paraméterek az erdők, és matematikai modellek terjedési kellően terjedelmes .
Tekintsük a hatása az erdők rádiós terjedési viszonyok deciméter használt tartományban cellás mobil kommunikációs rendszerek.
Mint ismeretes, a design a cellás mobil kommunikációs rendszer egy probléma még lefedettségi területekről, amelyek közé tartozik a nagy területeket borított erdei növényzet [3,13]. Ebben az összefüggésben meg kell, hogy elég pontos információt a hatása az erdők terjedési feltételek rádiójelek a deciméter közötti, a BTS és az MS.
Amint az a [3,9, 3,25], a fő oka a változások elektromágneses mező szaporító az erdőben, a kapott jel:
- folyamatok csillapítás miatt energiaveszteség a fatörzsek, ágak, levelek, stb.;
- diffrakciós folyamatok a fán az elemek felépítése, ami ingadozások a amplitúdóját és fázisát az RF jel, hogy változtassa meg spektrum, amikor a szél terhelés akasztófa;
- kapott elektromágneses tér az átvételi helyen egy interferencia-mező, amelynek összetevői:
■ után diffrakciós szétszórt mező összetevőire;
■ keletkező további (például, ortogonális), hogy az elektromágneses mező, ami a kereszt polarizáció a vett jel;
■ mező tükrözi a mögöttes faanyag felületük van, ami egy további RF jel ingadozása;
■ Az erdősültségnek a változó idők az év, ami a változás az adott csillapítás együttható;
■ Az páratartalom az erdő a változó időjárási körülmények;
■ újrapozícionálás fa elemek, attól függően, hogy a szél terhelés, ami a mező ingadozások;
■ Az MS mobil állomás és a BTS viszonyított helyzete az erdőben, stb ..
Tartomány megváltoztatása a rádiójel terjedés erdős terület a szél terhelés.
Amikor a szél terhelés erdőkre fatörzsek, ágak és levelek a fák végre komplex térbeli rezgések hatására a légnyomás változó időben.
Megoszlása a levegőáram hossza mentén az erdő a következő tulajdonságokkal rendelkezik (ábra. 3.31).
Ábra. 3.31. Megoszlása a légáram hosszában az erdő: régió / - fűrészáru él (az eleje a fa); domén II - tartomány primer légmozgás és diffúziós belül a fa; Kerület III - a hátsó, az erdő szélén
Ha a sebesség a légáramlás U0 rámpán erdő légáramlást elkezd körbe a szélén a fa, emelkedik a korona a fák, és a régióban (50. 80) méterre a szélén a szél sebessége növekszik, egyre több légáram mozgása a fák (alacsony ellenállás), mivel szakadások, egy részét a patak szétszóródik belsejében az erdőben. A kísérletek azt mutatták, hogy az áramlási sebesség az erdőben nagyságrendű G //
1 m / s, és több mint a fa - 10 elérheti a több mint 20 méter másodpercenként. A hátoldalon a fa él van egy hiba a légáramlás egyszerűsíti és örvény-képződést.
Levegő áramlás a fa miatt jelentős aerodinamikai ellenállást gyorsítsák Uf
(0,02. 0,03) = 200, a parttól 250 m-re az elülső szélétől a fa, de, mint említettük, legfeljebb 1 m / s.
Félbeszakítása légáramlás egyszerűsíti bekövetkezik kb távolból Lm
15h / (HF = 20, ha m Lw
Amikor az átmenő Rádió hullámterjedési ingadozási faanyagú elemek változásához vezetnek a csillapítás együttható és fázis együttható és (3, az effektív dielektromos állandó, és így az amplitúdó és fázis egy rádiójel vételi pont.
Ennek eredményeként a szél hatásának az erdő megváltoztatja a rádióspektrum, szaporító az erdőben. A Doppler frekvencia miatt mozgás a mobil állomás tekintetében a BTS, hozzáadjuk az alacsony frekvenciájú összetevők eredő szél hatása az erdei elemek.
A [3.21] vizsgálja spektrumokat monokromatikus rádiójel után visszaverődés az erdő, az elemek oszcilláló alatt a szél hatása, a kis legeltetés szögek (0 <5. 6°), при этом для усредненной зависимости энергетического спектра S(F) от частоты (в диапазоне от 0 до 100 Гц) характерны следующие области (рис. 3.32):
S (Fs<10 Гц) (-10) дБ — описывается гауссовым законом (то есть распределение скоростей движения близко к нормальному);
S (Fs> 10 Hz) - forma S (Fs) leírható hatványfüggvény S (Fs)
1 / FS4, amelyben a nagy teljesítményű törvény variációs S (Fs) megmarad addig a frekvencia Fs ~ 200 Hz.
Ábra. 3.32. Átlagolt függése az energia spektruma S (F) a frekvencia
A függőség a spektrális szélesség (Fs jellemző változnak, ha változik a szél sebessége Uw) függően Uw ábrán látható. 3,33 [3,21], ami azt jelenti, hogy a fő szerepet az a spektrum a visszavert jel így ágak és tetejét a fák, mint egy grafikont FS (UW) van kialakítva, mint a függőség a spektrum szélessége egy bizonyos értéket és szórása a korrelációs függvény egy adott szélsebesség Uw.
Amint azt a [3,21], a tükörképe rádiójelek az erdő rezgőelemek megfigyelt jelentős depolarizációt jelek gyenge korrelációt visszaszórási mátrix elemek, azaz az elemi reflektorok alkotó visszavert rádiójelet, vagy kis méretei összehasonlíthatók a hullámhossz.
Ábra. 3.33. A függőség a Doppler frekvencia a szél terhelési sebesség az erdő massivis.
Így ez a használat deciméter hullám sáv cellás mobil kommunikációs rendszerek, szükséges figyelembe venni, hogy az alacsony frekvenciájú összetevők, amelyek torzulást okoz demodulációs jelenhet meg egy erdős területen, a szél terhelés spektrumában a fogadott rádiófrekvenciás jel.
Így, a folyosón a rádióhullámok révén Woodland kíséri, amint az a korábbi vitát, nem csak a szerves csillapító energiát hullámokat, hanem a változás a polarizációs sík, kapott amplitúdója és fázisa a hullám az átvételi helyen, a változás a spektrumában, mind ezek a jelenségek is változhat attól függően, hogy az évszaktól, az időjárási körülmények, helyét a BTS és az MS, a BTS és a magassága az antenna, stb
Az eredmények azt mutatják, erős hatással az erdők a csillapítás a rádióhullámok, ami cross-polarizáció, változás a spektrum a vett jelek (az úgynevezett „szélesítése sávszélesség”) a szél terhelés és így tovább. Ezek az eredmények képezik az alapját az alapvető fizikai reprezentációja hogyan folyamatok zajlanak felszívódását rádióhullámok az UHF erdők, és fel lehet használni a tervezés cellás mobil kommunikációs rendszerek (a szakasz - rádiós lefedettségi terület).
Mivel a GSM-szabvány cellás mobil kommunikációs hullám frekvencián alkalmazzák 900, 1800 és 1900 MHz-es, kísérli meg összefoglalni a kísérleti adatok a hatása az átmenő Woodland terjedése ezeket a tartományokat.
Mack Patry és Ford [3.21] vizsgálták a csillapítási tényező a szaporításra vastagságán keresztül a fa mélysége L
85 m (fa - lombos idő - megtakarítás, dere-Vias teljesen borított levelek) a frekvencia / = 1200 MHz a függőlegesen polarizált rádióhullámok és kapott csillapítási tényező értékeit a függőlegesen polarizált hullámot érdekében av
0,35 dB / m, és a vízszintesen polarizált - arg
OD dB / m, míg a növekvő csillapítás a frekvencia növekszik:
Végzett kísérletek, hogy értékelje a kereszt-polarizációs faktor (egyenlő az arány a amplitúdója az elektromos mező függőlegesen polarizált hullámot egy vízszintesen polarizált XPD = EMV / EMH), azt mutatta, hogy a frekvenciák 900 1000 MHz XPD érték tartományait -10 3 és 16 m és a változó az antenna rúdhosszúsága 150-1000 m. A depolarizáció nyilvánul rádióhullámok erdőkben, attól függően, hogy az arány a magassága a vevőantenna a mobil állomást, hogy a hullámhossz, mivel EMV meredeken attenuált (indukált áram a függőleges fatörzsek), egy EMH - kevésbé legyengített, így a kereszt-polarizációs faktor XPD <0 дБ. A frekvencia tartományban 500 MHz és 3000 MHz-es és a távolságokat meghaladó több mint 5-ször a magassága a fák, a kísérleti eredmények jól egyeznek az elméleti számítások a diffrakciós minta az ideális akut ék, feltételezve, hogy a távolság és a magasság által kiválasztott azonos. Így erdők használt frekvenciák a GSM-szabvány, az alábbi hatással rádió terjedés állapota: - Szaporítás mindig kíséri kereszt-polarizációs a kereszt-polarizációs faktor fekvő tartomány: XPD «0 (-10) dB; - Úgy tűnik, éles változás a hatékony működési csillapítás magasságától függően a vevőantenna és a tájékozódás térben és mások.