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射线追踪是一种被广泛应用于移动通信和个人通信环境中的预测无线电波传播的技术。在规划移动通信网时,利用射线追踪可以精确预测无线电波传播路径损耗特性,从而得到系统在实际传播环境中的性能,为合理地规划和设计无线通信网提供了必要条件,同时也是研究无线移动通信系统性能的前提。
本文所研究的主要内容如下:
首先,通过理论分析任意极化电波在不同介质分界面处的反射,然后推导出了通用的计算公式,最后特定为铅垂极化波和水平极化波在铅垂平面反射的特殊情况。
其次,由推导出的公式得出结论:水平极化波经铅垂平面反射,只有在入射面垂直于水平面和平行于水平面两种情况下,反射后的波仍是水平极化波,且与入射角和媒质参数无关;入射面既不垂直也不平行于水平面时,只有在媒质参数满足特殊条件时,才能使反射波为水平极化波,否则会出现铅垂极化分量。铅垂极化波斜入射到铅垂平面时出现水平极化波与此类似。结论说明了:使用射线追踪技术进行电波预测时,极化方式对结果的精确度会有较大的影响,在有些文献资料对极化采取简化甚至忽略的做法是不可取的。
最后,在以上理论的基础上通过MATLAB软件进行仿真实现,在不同参数时的预测结果,并进行分析比较:认为增加反射次数和增加发射射线数目都可以增加准确性但同时会使运算时间显著增加,因而要在准确性和运算时间进行折衷;然后在相同环境相同条件下但是考虑电波极化和不考虑极化的情况下计算电场分布,并与文献结果进行比较,说明电波极化在电波预测中的重要性;最后给出算例,说明此方法的可靠性。