基于matlab的复杂地形下障碍物机械损耗传播研究

重庆邮电大学先进制造工程学院 李 彪

0 引言

不同地形对无线电传播的损耗影响不同，对于陡峭地形，主要是障碍物的阻挡影响无线电的传播损耗；对于光滑地形，主要是反射面对能量的吸收影响无线电的传播损耗。因此，我们根据有无障碍物，比较光滑地形与陡峭地形对无线电传播的影响；根据反射面性质，比较光滑地形与平静海面对无线电传播的影响。

1 陡峭地形无线电传播模型

在复杂电磁环境中，当存在陡峭地形时会产生较强的后向反射波。传统的前向抛物方程只考虑了无线电的前向传播，造成较大的误差。因此，我们采用双向抛物方程模型进行研究，更加准确的求解复杂环境中无线电的传播问题。

无线电传播区域内存在陡峭地形时，传播场分为前向场和后向场两部分[7]。

图1 前向传播场

图2 后向传播场

F为传播因子，E为观测点场强，E0为发射点处场强。

计算传播因子的算法为图3。

根据上述算法，通过MATLAB进行模拟仿真，得到无线电在山区传播的伪彩图为图4。

图3 传播因子计算方法

图4 山区无线电传播伪彩图

2 光滑地形与陡峭地形对无线电传播的影响

在复杂电磁环境中，当存在陡峭地形时会产生较强的后向反射波，无线电能量衰减较大。光滑地形由于没有障碍物的遮挡，无线电能量衰减较小。同时，我们使用MATLAB进行模拟仿真，得到无线电在光滑地形与陡峭地形传播的伪彩图。

图5 光滑地形伪彩图

图6 陡峭地形伪彩图

3 光滑地形与平静海面对无线电传播的影响

光滑地形和平静海面没有障碍物阻挡无线电的传播，反射面介质对无线电传播的能量损耗产生主要影响。下图给出了光滑地形与平静海面下无线电的传播损耗。

图7 无线电传播损耗

从图7可以看出，平静海面和光滑地形对无线电传播影响差异比较小，这是因为平静海面和光滑地形的反射系数相近，导致反射损耗也相近。

4 总结

发现障碍物对无线电传播的影响很大，反射介质对无线电传播影响较小。

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[2]王英,顾健.海面电波反射特性研究与仿真分析[J].电子设计工程,2016,24(05):113-115+119.

[3]张青洪.大区域地理环境的电磁建模及高效抛物方程方法研究[D].西南交通大学,2016.

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