發(fā)布時間：2021-09-04 18:09

　　微波衰減是微波信號在空氣傳輸過程中不可避免的功率損耗現(xiàn)象,也是造成無線通信質(zhì)量下降的重要原因之一。無論是在晴朗干凈的天氣條件下所存在的自由空間路徑損耗以及大氣中的水汽、氧氣所產(chǎn)生的散射及吸收現(xiàn)象,還是在遇到如降雨、霧、霾以及沙塵等復(fù)雜氣候條件所引發(fā)的附加影響,均會對微波信號傳輸造成顯著的功率衰減。分析微波衰減的產(chǎn)生原因、對微波衰減進(jìn)行準(zhǔn)確地觀測與估計,對于微波通信系統(tǒng)的設(shè)計、無線通信質(zhì)量損失的彌補,以及對衰減源進(jìn)行反演等應(yīng)用具有重要意義。本文針對微波鏈路在復(fù)雜天氣條件下所經(jīng)歷的功率衰減的估計問題,以及基于鏈路衰減估計對二維與三維衰減場進(jìn)行重構(gòu)等問題展開研究,提出了復(fù)雜天氣所致微波鏈路衰減估計的方法,建立了二維與三維衰減場的重構(gòu)模型,并著重對多種鏈路衰減估計方法的性能進(jìn)行了理論研究與仿真分析。本論文首先對現(xiàn)有基于測量接收信號電平（Received Signal Level,RSL）的復(fù)雜天氣所致鏈路衰減估計方法進(jìn)行研究,針對目前缺少對其性能進(jìn)行理論分析的問題,在不考慮量化誤差的情況下,提出了一種理想RSL模型,并利用該模型給出了基于RSL測量的復(fù)雜天氣所致鏈路衰減估計的理論性能極限,彌補... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：147 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

受氧氣與水汽影響的單位衰減頻譜（水汽含量：7.5g/m3）

ぃ?約霸撇愕拇笮【?忻芮械墓叵怠Ｎ?頌岣呶佬峭ㄐ胖柿浚?嗣嵌栽撇愣暈?波信號的影響也進(jìn)行了深入的研究。云中的水汽或液態(tài)水是微波衰減的主要來源，不同云層類型的液態(tài)水含量通常在0.4g/m3到1g/m3之間[134]，一些非降水云層中的液態(tài)水含量甚至低于0.1g/m3[135]。一個最為普遍使用的云層微波預(yù)測模型，是由Salonen與Uppala所提出的[136]。隨后，人們又針對云層與微波衰減之間的關(guān)系展開了更為深入的研究[137-139]。然而，由于云層的流動性與不穩(wěn)定性，使得利用現(xiàn)有模型預(yù)測云層衰減依然存在不可避免的誤差[104]。圖2-2受云或霧中的液態(tài)水影響的單位衰減頻譜Figure2-2Specificattenuationspectrumforliquidwaterdensityinthecloudsorfog微波信號的傳輸同樣會受到霧的影響。對于頻率低于300GHz的微波信號，在任何給定頻率的情況下，霧氣衰減幾乎與單位體積含水量呈線性的比例關(guān)系。通常情況下，霧中的液態(tài)水含量不超過1g/m3。當(dāng)霧中的液態(tài)水含量為0.032g/m3時，能見度約為610米。此時，30GHz的微波頻率所對應(yīng)的單位衰減值約為0.01dB/km，而100GHz頻率所對應(yīng)的約為0.15dB/km。當(dāng)霧中的含水量為0.32g/m3時，能見度減小至約120米。此時，30GHz與100GHz頻率所對應(yīng)的

博士學(xué)位論文26圖2-5當(dāng)降雨強度為0.5mm/h、10mm/h、50mm/h以及100mm/h時的單位降雨衰減頻譜Figure2-5Specificrainattenuationspectrumwhenrainfallintensityis0.5mm/h,10mm/h,50mm/hand100mm/h圖2-6不同水汽含量與降雨強度的大氣衰減與降雨衰減頻譜Figure2-6Spectrumofatmosphericattenuationandrainattenuationforvariouswatervapordensitiesandvariousrainfallintensities顯然，一條微波鏈路路徑上的整體降雨衰減，與其穿過的降雨場距離有關(guān)。假設(shè)鏈路整體降雨衰減由表示（dB），當(dāng)傳輸距離為時，鏈路整體雨衰可以被表示為：=∫d0(2.20)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]低軌道衛(wèi)星通信與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用研究[J]. 劉洋,魏鋒,崔樹成,王文劍.  物聯(lián)網(wǎng)學(xué)報. 2019(04)
[2]國內(nèi)外衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀綜述[J]. 宋奕辰,徐小濤,宋文婷.  電信快報. 2019(08)
[3]微波鏈路降水測量技術(shù)及應(yīng)用研究進(jìn)展綜述[J]. 劉西川,高太長,宋堃,劉磊,印敏.  裝備環(huán)境工程. 2019(06)
[4]高次模下矩形巷道形狀因子對電磁波的影響[J]. 王旭啟.  工礦自動化. 2019(05)
[5]基于Mie理論的帶電沙塵媒質(zhì)微波衰減特性研究[J]. 董群鋒,李應(yīng)樂,李俊杰,張輝.  裝備環(huán)境工程. 2018(06)
[6]共信道下微波輸能與數(shù)據(jù)通信干擾機制研究[J]. 滿忠誠,劉曉明,趙端.  工礦自動化. 2016(08)
[7]用于井下電磁能量收集的功率傳輸模型[J]. 劉曉明,滿忠誠,趙端.  工礦自動化. 2016(05)
[8]微波干燥煤環(huán)境下的模擬信號光纖傳輸系統(tǒng)設(shè)計[J]. 高仙儒,周新志.  工礦自動化. 2015(09)
[9]基于微波鏈路的路徑雨強反演方法及實驗研究[J]. 高太長,宋堃,劉西川,印敏,劉磊,姜世泰.  物理學(xué)報. 2015(17)
[10]微波混沌信號在煤礦突水超前探測中的應(yīng)用[J]. 李靜霞,張英梅,張建國,馬珺,馬福昌.  工礦自動化. 2013(10)

博士論文
[1]微波毫米波雨衰減預(yù)測模型研究[D]. 盧昌勝.西安電子科技大學(xué) 2018
[2]不同天氣條件下氣象衛(wèi)星信道的建模與仿真研究[D]. 張秀再.南京信息工程大學(xué) 2014
[3]地基GPS網(wǎng)對水汽三維分布的監(jiān)測及其在氣象學(xué)中的應(yīng)用[D]. 宋淑麗.中國科學(xué)院研究生院（上海天文臺） 2004
[4]水凝物的電波傳播特性與遙感研究[D]. 趙振維.西安電子科技大學(xué) 2001



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