CN116977550A - 一种基于射线追踪的电磁干扰覆盖范围评估方法 - Google Patents
一种基于射线追踪的电磁干扰覆盖范围评估方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116977550A CN116977550A CN202310696894.1A CN202310696894A CN116977550A CN 116977550 A CN116977550 A CN 116977550A CN 202310696894 A CN202310696894 A CN 202310696894A CN 116977550 A CN116977550 A CN 116977550A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- interference
- power
- electromagnetic wave
- receiving
- point
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 13
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 12
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 9
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 6
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 3
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T15/00—3D [Three Dimensional] image rendering
- G06T15/06—Ray-tracing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Graphics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于射线追踪的电磁干扰覆盖范围评估方法,包括:对待干扰地理区域进行三维场景建模,将建模中的建筑物分割为大小均匀一致的单元块,构建所有单元块之间的射线传输路径;以干扰源为起点,向周围空间均匀发射若干电磁波传播射线,逐次计算从干扰源至接收点的所有电磁波传播射线路径的场强变化,根据场强获得各单条电磁波传播射线的功率,将总功率与接收系统在对应接收点处的受干扰功率阈值进行比较,若总功率≥对应接收点的受干扰功率阈值,则判定对应接收点因电磁干扰而失效。本发明充分考虑了实际地理环境对干扰电磁波传播的影响,所获得的评估结果更为精准,能够可靠地指导于电磁干扰作业开展。
Description
技术领域
本发明涉及无线电通信技术,具体是一种基于射线追踪的电磁干扰覆盖范围评估方法。
背景技术
在军事管理、活动安保、商业保密等场合,为保障安全、反侦察,需要对要求地理区域内的无线电电磁波信号进行人为的故意干扰、阻塞,以压制无线电的电磁波,例如对无线通信的信号压制干扰破坏、对GPS定位信号的压制干扰等。
基于电磁干扰的特殊性,电磁干扰最好应在要求地理区域内精准、可靠地开展,以避免对非要求地理区域内的正常无线电电磁波信号造成干扰破坏,也就是说,电磁干扰最好应在划定区域内开展,不应外延扩大、“波及无辜”。因此,在电磁干扰作业进行之前,涉及对电磁干扰覆盖范围的评估,以选择合理的电磁干扰设备、在合理的坐标位置、用合理的功率输出达到可靠地电磁干扰之技术目的。
当前,对电磁干扰覆盖范围的评估,主要是以理论分析方法或经验模型方法实现的。
理论分析方法如自由空间传播,其仅考虑的是无限大真空中电磁波的传播规律,并不考虑实际环境中的能量损耗。不适用于实际场景,特别是建筑物林立的城市场景。
经验模型则是对测试数据进行统计学的分析之后,根据经验系数建立预测模型,并将预测模型应用于类似场景。经验模型并不能充分地考虑地形场景的特点、电磁波传播的多径效应等因素,预测精度虽然相较于理论分析方法有大幅提高,但仍然存在精度较低的技术问题。
射线追踪技术,是一种被广泛应用到移动通信环境中的预测无线电波传播特性的技术,可以辨别出多径信道中收发之间所有可能的射线路径。根据电波传播理论,每条射线的幅度、相位、延迟和极化都可以计算出来,再结合天线方向图和系统带宽,就可以得到接收点所有射线的相干合成结果。
若将射线追踪技术结合三维建模技术应用于电磁干扰覆盖范围的评估,则能实现电磁仿真的确定性模型建立,从而能够可靠提高电磁干扰覆盖范围的评估精准度,以可靠地指导于电磁干扰作业开展。
发明内容
本发明的技术目的在于:针对上述电磁干扰作业的特殊性以及现有技术的不足,提供一种以三维建模技术结合射线追踪技术,提高电磁干扰覆盖范围评估精准度的电磁干扰覆盖范围评估方法。
本发明的技术目的通过下述技术方案实现:一种基于射线追踪的电磁干扰覆盖范围评估方法,所述评估方法是:
对待干扰地理区域进行三维场景建模,将建模中的建筑物分割为大小均匀一致的单元块,并构建所有单元块之间的射线传输路径;
以干扰源为起点,向周围空间均匀发射若干电磁波传播射线,逐次计算从干扰源至接收点的所有电磁波传播射线路径的场强变化,根据场强获得各单条电磁波传播射线的功率,将各单条电磁波传播射线的功率汇总获得干扰电磁波传播至接收点处的总功率;
将总功率与接收系统在对应接收点处的受干扰功率阈值进行比较,若总功率≥对应接收点的受干扰功率阈值,则判定对应接收点因电磁干扰而失效。
作为优选方案,所述评估方法包括下列具体步骤:
步骤1.采用altair winprop软件,对待干扰地理区域进行三维场景建模;
将建模中的建筑物分割为大小均匀一致的单元块,并构建所有单元块之间的射线传输路径;
步骤2.设置干扰源的电磁波传播参数,构建由干扰源向周围空间均匀发射出的电磁波传播射线路径;
步骤3.对干扰源发射出的每一条电磁波传播射线路径的场强变化进行计算;
步骤4.根据接收点处的场强,计算出单条电磁波传播射线路径在接收点处的功率;
步骤5.对所有电磁波传播射线路径在接收点处的功率值进行求和,获得接收系统在接收点处的干扰总功率;
步骤6.通过接收系统跟踪门限及接收天线对有用信号和干扰信号的增益参数,计算出接收系统的干扰容限;
步骤7.根据接收系统的接收天线输入端的有用信号功率水平和干扰容限,计算出能够使接收系统失效的接收天线输入端最低干扰功率;
步骤8.将干扰电磁波传播至接收点处的干扰总功率,与接收系统失效所需的最低干扰功率进行比较;
若干扰总功率≥最低干扰功率,则判定对应接收点因电磁干扰而失效。
进一步的,步骤3中,所述干扰源发射出的电磁波传播射线路径分为直射路径、反射路径和绕射路径。
所述直射路径的电磁波,在接收点的场强满足如下关系式:
式中,E为接收点处的电磁波场强;
PT为发射功率;
GT为发射天线增益;
d为传播距离。
所述反射路径的电磁波,在接收点的场强满足如下关系式:
式中,Er(F)为接收点F处的电磁波场强;
Ei(S)为发射点S处的场强;
As(s1)为反射前的振幅扩散因子;
R为R点反射的反射系数矩阵;
As(s1,s2)为反射后的振幅扩散因子;
为发射点S至接收点F之间的相位积累;
所述反射系数矩阵R满足如下关系式:
式中,R⊥为垂直极化反射系数;
R||为水平极化反射系数;
所述垂直极化反射系数R⊥,满足如下关系式:
式中,θ为入射角;
ε=εr-j60σλ,为反射面等效电参数;εr为反射面相对介电常数;σ为反射面电导率;λ为入射波波长;
所述水平极化反射系数R||,满足如下关系式:
式中,θ为入射角;
ε=εr-j60σλ为反射面等效电参数;εr为反射面相对介电常数;σ为反射面电导率;λ为入射波波长。
所述绕射路径的电磁波,在接收点的场强满足如下关系式:
式中,Er(F)为接收点F处的电磁波场强;
Ei(S)为发射点S处的场强;
As(s1)为绕射前的振幅扩散因子;
As(s1,s2)为绕射后的振幅扩散因子;
De,m为D点绕射的绕射系数;
为发射点S至接收点F之间的相位积累。
进一步的,步骤4中,所述单条电磁波传播射线路径在接收点处的功率,按下式获得:
式中,Pi为第i条电磁波传播射线路径的接收功率;
β为频谱重叠度;
η0为自由空间波阻抗;
θ为干扰源与接收点的连线与正Z轴之间的天顶角;
φ为干扰源与接收点的连线在XY平面的投影线与正X轴之间的方位角;
Eθ,i和Eφ,i分别为射线路径i在θ和φ方向的电场强度;
gθ和gφ为发射天线增益在θ和φ方向的分量。
进一步的,步骤5中,所述干扰总功率,按下式获得:
式中,PR为所有电磁波传播射线路径在接收点处的干扰总功率;
N为到达接收系统的电磁波传播射线路径数量;
Pi为第i条电磁波传播射线路径的接收功率。
进一步的,步骤6中,所述接收系统的干扰容限,按下式获得:
式中,Jr为接收天线输入端的干扰功率;
Sr为接收天线输入端的信号功率;
Gs为指向有用信号的接收系统天线增益;
Gj为指向干扰源的接收系统天线增益;
Q为扩频系统中的抗干扰品质因数;
RC为扩频码速率;
(CS/N0)eff为接收系统的跟踪门限;
CS/N0为无干扰时的载噪比。
所述载噪比CS/N0,满足如下关系式:
式中,Cs为接收系统收到的有用信号功率水平;
N0为1Hz带宽的接收系统热噪声功率;
CR为输入端收到的有用信号功率;
L为接收系统损耗;
k为玻尔兹曼常数,值为1.38×10-23J/K;
T为环境温度。
本发明的有益技术效果是:上述技术措施的评估方法,以三维建模技术对待干扰地理区域进行仿真建模,并结合射线追踪技术在建模环境的建筑单元之间构建射线传输路径,对干扰源发射出的电磁波传播射线按照构建的射线传输路径,在接收点处进行功率计算并获得总功率,将总功率与接收系统在对应接收点处的受干扰功率阈值进行比较,以获得对应接收点处是否因电磁干扰而失效的评估结果,据此结果可有效地指导电磁干扰作业中的电磁干扰设备、干扰设备排布坐标位置、干扰设备功率输出等合理选择,提高电磁干扰的精准度。
上述技术措施通过三维建模技术与射线追踪技术的结合,建立了电磁仿真的确定性模型,充分考虑了实际地理环境对于干扰电磁波传播的影响,包括充分考虑了电磁波传播过程中的反射、绕射等现象,所获得的评估结果更为精准,能够可靠地指导于电磁干扰作业开展。
上述技术措施对待干扰地理区域的环境进行了预处理,构建了所有建筑单元和接收节点之间的射线传输路径关系的路径结构树,可存储。一个地理文件(即同一待干扰地理区域)仅需要一次预处理,后续无论发射机的数量、位置和参数如何变化,由于大部分传输路径并未变化因而不需要重建路径结构树,计算时间大幅减少,射线追踪计算的过程被大大加速。
上述技术措施既可以应用于电磁干扰作业进行之前的覆盖范围评估,亦可以应用于电磁干扰作业之后的事后排查评估。
附图说明
图1为建模中的建筑物被分割为大小均匀一致的若干单元块的示意图。
图2为发射点发射出的若干电磁波,经所有单元块至接收点的电磁波传播射线路径追踪的示意图。
图3为本发明在城市场景模拟应用的示意图。
图4为干扰源排布在图3所示位置1处时,城市场景模拟上空受干扰区域的预测图。
图5为干扰源排布在图3所示位置2处时,城市场景模拟上空受干扰区域的预测图。
具体实施方式
本发明涉及无线电通信技术,具体是一种基于射线追踪的电磁干扰覆盖范围评估方法,下面结合说明书附图-即图1、图2、图3、图4和图5对本发明的技术方案内容进行清楚、详细的阐释。
在此需要特别说明的是,本发明的附图是示意性的,其为了清楚本发明的技术目的已经简化了不必要的细节,以避免模糊了本发明贡献于现有技术的技术方案。
本发明的总体技术逻辑是:对电磁干扰场景-即待干扰地理区域进行建模和计算,主要通过对地理环境进行预处理,将建筑物离散分割为大量单元并预先构建电磁波射线的传播路径,追踪所有的电磁波传输路径并计算场强变化,在接收点叠加计算所有射线的功率得到接收总功率,最后结合干扰容限预测压制干扰的影响范围。也就是说,本发明先是对待干扰地理区域进行三维场景建模,将建模中的建筑物分割为大小均匀一致的单元块,并构建所有单元块之间的射线传输路径;再以干扰源为起点,向周围空间均匀发射若干电磁波传播射线,逐次计算从干扰源至接收点的所有电磁波传播射线路径的场强变化,根据场强获得各单条电磁波传播射线的功率,将各单条电磁波传播射线的功率汇总获得干扰电磁波传播至接收点处的总功率;最后将总功率与接收系统在对应接收点处的受干扰功率阈值进行比较,若总功率≥对应接收点的受干扰功率阈值,则判定对应接收点因电磁干扰而失效。
参见图1、图2、图3、图4和图5所示,本发明的评估方法包括下列详细具体的八个步骤。
步骤一.采用altair winprop软件,对待干扰地理区域进行三维场景建模,形成该待干扰地理区域的地理文件,对地理文件矢量数据库进行预处理。
将建模中的建筑物分割为大小均匀一致的大量单元块,每个单元块由其中心点表示,如图1所示。当单元1和单元2的中心点之间存在可视路径时,单元1的四角与单元2的中心点之间形成的四条射线在水平面和垂直面的投影角度分别为αmax、αmin、βmax、βmin,由此可确定出单元1与单元2之间的反射或绕射角度。
设定需要观察预测的区域范围,将之划分为大小均匀合适的网格,确定网格节点和中心点。
结合确定的网格节点和中心点,构建建筑物的所有单元块之间、以及与接收点之间的传输路径,如图2所示。对所有单元块和接收区域网格节点、中心点之间的路径关系进行存储,形成建筑的单元块与接收点之间的路径结构树。
步骤二.设置干扰源的电磁波传播参数,包括但不限于干扰源发射机的数量、位置坐标、功率、频率等参数。
建立并存储干扰源发射出的电磁波传播射线的路径,如图2所示,包括由发射天线至所有建筑物单元块的路径,以及由发射天线至接收区域网格节点、中心点之间的路径。
步骤三.干扰源发射出的电磁波传播射线路径分为直射路径、反射路径和绕射路径,对干扰源发射出的每一条电磁波传播射线路径的场强变化进行计算。
其中,直射传播也称视距传播(Line of Sight,LOS),可近似认为是自由空间传播。直射路径的电磁波,在接收点的场强满足如下关系式:
式中,E为接收点处的电磁波场强;
PT为发射功率;
GT为发射天线增益;
d为传播距离。
反射路径是指电磁波由S点出发,经过R点反射之后到达接收点F。反射路径的电磁波,在接收点的场强满足如下关系式:
式中,Er(F)为接收点F处的电磁波场强;
Ei(S)为发射点S处的场强;
As(s1)为反射前的振幅扩散因子;
R为R点反射的反射系数矩阵;
As(s1,s2)为反射后的振幅扩散因子;
为发射点S至接收点F之间的相位积累;
所述反射系数矩阵R满足如下关系式:
式中,R⊥为垂直极化反射系数;
R||为水平极化反射系数;
所述垂直极化反射系数R⊥,满足如下关系式:
式中,θ为入射角;
ε=εr-j60σλ,为反射面等效电参数;εr为反射面相对介电常数;σ为反射面电导率;λ为入射波波长;
所述水平极化反射系数R||,满足如下关系式:
式中,θ为入射角;
ε=εr-j60σλ为反射面等效电参数;εr为反射面相对介电常数;σ为反射面电导率;λ为入射波波长。
绕射路径是指电磁波由S点出发,经过D点绕射之后到达接收点F。绕射路径的电磁波,在接收点的场强满足如下关系式:
式中,Er(F)为接收点F处的电磁波场强;
Ei(S)为发射点S处的场强;
As(s1)为绕射前的振幅扩散因子;
As(s1,s2)为绕射后的振幅扩散因子;
De,m为D点绕射的绕射系数;
为发射点S至接收点F之间的相位积累;
所示绕射系数De,m,是由几何绕射理论(GTD)或一致性绕射理论(UTD)的公式确定出,为常规技术。
当然,电磁波的传播射线路径,除了上述直射路径、反射路径和绕射路径之外,还有可能包括散射路径和透射路径。由于散射现象通常发生于粗糙的介质表面或者离散粒子之中,本申请研究的是城市场景,假定城市建筑表面光滑。电磁波穿透建筑物后大幅衰减,透射波的能量几乎衰减至零。因此,本申请对干扰源发射出的每一条电磁波传播射线路径的场强变化的计算,不考虑散射和透射现象。
步骤四.根据接收点处的场强,计算出单条电磁波传播射线路径在接收点处的功率。
单条电磁波传播射线路径在接收点处的功率,按下式获得:
式中,Pi为第i条电磁波传播射线路径的接收功率;
β为频谱重叠度;
η0为自由空间波阻抗;
θ为干扰源与接收点的连线与正Z轴之间的天顶角;
φ为干扰源与接收点的连线在XY平面的投影线与正X轴之间的方位角;
Eθ,i和Eφ,i分别为射线路径i在θ和φ方向的电场强度;
gθ和gφ为发射天线增益在θ和φ方向的分量。
步骤五.对所有电磁波传播射线路径在接收点处的功率值进行求和,获得接收系统在接收点处的干扰总功率。
干扰总功率按下式获得:
式中,PR为所有电磁波传播射线路径在接收点处的干扰总功率;
N为到达接收系统的电磁波传播射线路径数量;
Pi为第i条电磁波传播射线路径的接收功率。
步骤六.通过接收系统跟踪门限及接收天线对有用信号和干扰信号的增益参数,计算出接收系统的干扰容限。
干扰容限指的是,在满足正常解调要求的最小输出信噪比的条件下,接收系统能够承受的干扰信号比有用信号高出的分贝数。随着压制干扰功率的增大,接收系统载波跟踪环的载噪比不断降低,跟踪环节的热噪声功率不断增大,精度随之下降,当载噪比低于跟踪门限时,接收系统将失效。
通过跟踪门限可以计算出接收系统的干扰容限,干扰容限按下式获得(以接收天线输入端干信比的形式表达):
式中,Jr为接收天线输入端的干扰功率;
Sr为接收天线输入端的信号功率;
Gs为指向有用信号的接收系统天线增益;
Gj为指向干扰源的接收系统天线增益;
Q为扩频系统中的抗干扰品质因数;
RC为扩频码速率;
(CS/N0)eff为接收系统的跟踪门限;
CS/N0为无干扰时的载噪比;
所述载噪比CS/N0满足如下关系式:
式中,Cs为接收系统收到的有用信号功率水平;
N0为1Hz带宽的接收系统热噪声功率;
CR为输入端收到的有用信号功率;
L为接收系统损耗;
k为玻尔兹曼常数,值为1.38×10-23J/K;
T为环境温度。
步骤七.根据步骤六中获得的干扰容限(Jr/Sr),结合技术标准中要求的接收系统接收天线输入端的有用信号功率水平(Sr),计算出可以导致接收系统失效的接收天线输入端的最低干扰功率(Jr)。
也就是说,根据接收系统的接收天线输入端的有用信号功率水平和干扰容限,计算出能够使接收系统失效的接收天线输入端最低干扰功率。
步骤八.将干扰电磁波传播至接收点处的干扰总功率(PR),与接收系统失效所需的最低干扰功率(Jr)进行比较,以此判定该接收点是否会因干扰而失效:
若PR≥Jr则接收系统位于该接收点时会因电磁干扰而失效;
若PR<Jr则接收系统位于该接收点时不会因电磁干扰而失效。
重复上述步骤三至八,对预测范围内的所有网格单元节点进行计算从而可以预测受干扰的范围区域。
参见图3、图4和图5所示,上述本发明评估方法在城市场景进行了仿真模拟应用,如图3所示,位置1处的周围地理空间相对空旷,在此处进行电磁干扰覆盖时,电磁波的传播路径因基本未受周围的影响,所覆盖区域基本呈现环周均匀的圆型面;位置2处的周围地理空间受建筑物影响,在此处进行电磁干扰覆盖时,电磁波的传播路径会受周围建筑物的影响,所覆盖区域基本呈现环周非均匀的矩形面。
以上具体技术方案仅用以说明本发明,而非对其限制。
尽管参照上述具体技术方案对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解,其依然可以对上述具体技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明的精神和范围。
Claims (10)
1.一种基于射线追踪的电磁干扰覆盖范围评估方法,其特征在于,所述评估方法是:
对待干扰地理区域进行三维场景建模,将建模中的建筑物分割为大小均匀一致的单元块,并构建所有单元块之间的射线传输路径;
以干扰源为起点,向周围空间均匀发射若干电磁波传播射线,逐次计算从干扰源至接收点的所有电磁波传播射线路径的场强变化,根据场强获得各单条电磁波传播射线的功率,将各单条电磁波传播射线的功率汇总获得干扰电磁波传播至接收点处的总功率;
将总功率与接收系统在对应接收点处的受干扰功率阈值进行比较,若总功率≥对应接收点的受干扰功率阈值,则判定对应接收点因电磁干扰而失效。
2.根据权利要求1所述基于射线追踪的电磁干扰覆盖范围评估方法,其特征在于,所述评估方法包括下列具体步骤:
步骤1.采用altair winprop软件,对待干扰地理区域进行三维场景建模;
将建模中的建筑物分割为大小均匀一致的单元块,并构建所有单元块之间的射线传输路径;
步骤2.设置干扰源的电磁波传播参数,构建由干扰源向周围空间均匀发射出的电磁波传播射线路径;
步骤3.对干扰源发射出的每一条电磁波传播射线路径的场强变化进行计算;
步骤4.根据接收点处的场强,计算出单条电磁波传播射线路径在接收点处的功率;
步骤5.对所有电磁波传播射线路径在接收点处的功率值进行求和,获得接收系统在接收点处的干扰总功率;
步骤6.通过接收系统跟踪门限及接收天线对有用信号和干扰信号的增益参数,计算出接收系统的干扰容限;
步骤7.根据接收系统的接收天线输入端的有用信号功率水平和干扰容限,计算出能够使接收系统失效的接收天线输入端最低干扰功率;
步骤8.将干扰电磁波传播至接收点处的干扰总功率,与接收系统失效所需的最低干扰功率进行比较;
若干扰总功率≥最低干扰功率,则判定对应接收点因电磁干扰而失效。
3.根据权利要求2所述基于射线追踪的电磁干扰覆盖范围评估方法,其特征在于,步骤3中,所述干扰源发射出的电磁波传播射线路径分为直射路径、反射路径和绕射路径。
4.根据权利要求3所述基于射线追踪的电磁干扰覆盖范围评估方法,其特征在于,所述直射路径的电磁波,在接收点的场强满足如下关系式:
式中,E为接收点处的电磁波场强;
PT为发射功率;
GT为发射天线增益;
d为传播距离。
5.根据权利要求3所述基于射线追踪的电磁干扰覆盖范围评估方法,其特征在于,所述反射路径的电磁波,在接收点的场强满足如下关系式:
式中,Er(F)为接收点F处的电磁波场强;
Ei(S)为发射点S处的场强;
As(s1)为反射前的振幅扩散因子;
R为R点反射的反射系数矩阵;
As(s1,s2)为反射后的振幅扩散因子;
为发射点S至接收点F之间的相位积累;
所述反射系数矩阵R满足如下关系式:
式中,R⊥为垂直极化反射系数;
R||为水平极化反射系数;
所述垂直极化反射系数R⊥,满足如下关系式:
式中,θ为入射角;
ε=εr-j60σλ,为反射面等效电参数;εr为反射面相对介电常数;σ为反射面电导率;λ为入射波波长;
所述水平极化反射系数R||,满足如下关系式:
式中,θ为入射角;
ε=εr-j60σλ为反射面等效电参数;εr为反射面相对介电常数;σ为反射面电导率;λ为入射波波长。
6.根据权利要求3所述基于射线追踪的电磁干扰覆盖范围评估方法,其特征在于,所述绕射路径的电磁波,在接收点的场强满足如下关系式:
式中,Er(F)为接收点F处的电磁波场强;
Ei(S)为发射点S处的场强;
As(s1)为绕射前的振幅扩散因子;
As(s1,s2)为绕射后的振幅扩散因子;
De,m为D点绕射的绕射系数;
为发射点S至接收点F之间的相位积累。
7.根据权利要求2所述基于射线追踪的电磁干扰覆盖范围评估方法,其特征在于,步骤4中,所述单条电磁波传播射线路径在接收点处的功率,按下式获得:
式中,Pi为第i条电磁波传播射线路径的接收功率;
β为频谱重叠度;
η0为自由空间波阻抗;
θ为干扰源与接收点的连线与正Z轴之间的天顶角;
φ为干扰源与接收点的连线在XY平面的投影线与正X轴之间的方位角;
Eθ,i和Eφ,i分别为射线路径i在θ和φ方向的电场强度;
gθ和gφ为发射天线增益在θ和φ方向的分量。
8.根据权利要求2所述基于射线追踪的电磁干扰覆盖范围评估方法,其特征在于,步骤5中,所述干扰总功率,按下式获得:
式中,PR为所有电磁波传播射线路径在接收点处的干扰总功率;
N为到达接收系统的电磁波传播射线路径数量;
Pi为第i条电磁波传播射线路径的接收功率。
9.根据权利要求2所述基于射线追踪的电磁干扰覆盖范围评估方法,其特征在于,步骤6中,所述接收系统的干扰容限,按下式获得:
式中,Jr为接收天线输入端的干扰功率;
Sr为接收天线输入端的信号功率;
Gs为指向有用信号的接收系统天线增益;
Gj为指向干扰源的接收系统天线增益;
Q为扩频系统中的抗干扰品质因数;
RC为扩频码速率;
(CS/N0)eff为接收系统的跟踪门限;
CS/N0为无干扰时的载噪比。
10.根据权利要求9所述基于射线追踪的电磁干扰覆盖范围评估方法,其特征在于,所述载噪比CS/N0,满足如下关系式:
式中,Cs为接收系统收到的有用信号功率水平;
N0为1Hz带宽的接收系统热噪声功率;
CR为输入端收到的有用信号功率;
L为接收系统损耗;
k为玻尔兹曼常数,值为1.38×10-23J/K;
T为环境温度。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310696894.1A CN116977550A (zh) | 2023-06-13 | 2023-06-13 | 一种基于射线追踪的电磁干扰覆盖范围评估方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310696894.1A CN116977550A (zh) | 2023-06-13 | 2023-06-13 | 一种基于射线追踪的电磁干扰覆盖范围评估方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116977550A true CN116977550A (zh) | 2023-10-31 |
Family
ID=88470261
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310696894.1A Pending CN116977550A (zh) | 2023-06-13 | 2023-06-13 | 一种基于射线追踪的电磁干扰覆盖范围评估方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116977550A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117434372A (zh) * | 2023-12-21 | 2024-01-23 | 深圳信测标准技术服务股份有限公司 | 电子产品的电磁兼容抗扰度测试方法及系统 |
-
2023
- 2023-06-13 CN CN202310696894.1A patent/CN116977550A/zh active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117434372A (zh) * | 2023-12-21 | 2024-01-23 | 深圳信测标准技术服务股份有限公司 | 电子产品的电磁兼容抗扰度测试方法及系统 |
CN117434372B (zh) * | 2023-12-21 | 2024-03-08 | 深圳信测标准技术服务股份有限公司 | 电子产品的电磁兼容抗扰度测试方法及系统 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10284316B2 (en) | Method for predicting indoor three-dimensional space signal field strength using an outdoor-to-indoor propagation model | |
Eleryan et al. | Synthetic generation of radio maps for device-free passive localization | |
Parsons et al. | The mobile radio propagation channel | |
Ajose et al. | Propagation measurements and modelling at 1800 MHz in Lagos Nigeria | |
Nguyen et al. | Evaluation of empirical ray-tracing model for an urban outdoor scenario at 73 GHz E-band | |
CN103076503B (zh) | 一种gsm移动通信基站环境电磁辐射三维空间预测方法 | |
CN102546039A (zh) | 一种无线电磁波传播预测方法及装置 | |
CN116977550A (zh) | 一种基于射线追踪的电磁干扰覆盖范围评估方法 | |
Gao et al. | Marine mobile wireless channel modeling based on improved spatial partitioning ray tracing | |
Zhou et al. | Propagation characteristics of air-to-air channels in urban environments | |
Blaunstein | Wireless communication systems | |
CN113191027A (zh) | 基于地形二维、三维矩阵化辐射源信号强度分布计算方法 | |
Saeed et al. | Analysis of 3D localization in underwater optical wireless networks with uncertain anchor positions | |
Sharma et al. | RF coverage estimation of cellular mobile system | |
Andrade et al. | Radio channel spatial propagation model for mobile 3G in smart antenna systems | |
CN114374979A (zh) | 5GHz频段RLAN台站与雷达系统隔离距离确定方法及装置 | |
Abdullah et al. | Utilization of NVIS HF Radio As Alternative Technologies In Rural Area of North Maluku | |
Tai et al. | Effects of crowd density on radio propagation at 24 GHz in a pedestrian tunnel for 5G communications | |
Yan et al. | Interference Analysis of NGSO Constellation to GEO Satellite Communication System Based on Spatio-Temporal Slices | |
Zhang et al. | Field Measurement and Channel Modeling around Wailingding Island for Maritime Wireless Communication | |
Phiri | Characterising the electromagnetic environment of MeerKAT | |
CN117119380A (zh) | 一种通信覆盖范围估计方法、装置、电子设备和存储介质 | |
Liebenow et al. | A three-dimensional wave propagation model for macrocellular mobile communication networks in comparison with measurements | |
CN117439659B (zh) | 一种面向低轨卫星通信的射线追踪信道建模方法 | |
Bjelopera et al. | Simulation of radio wave propagation models on 800 MHz and 1.8 GHz in the city of dubrovnik |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |