Моделирование распространения радиоволн при затухании

Для систем беспроводной связи процессы отражения электромагнитных волн могут наблюдаться от поверхности Земли, конструкций зданий, различных неровностей земной поверхности.

Если и рельеф земной поверхности не является регулярным, то эффективным является использование подхода, связанного с геометрической оптикой (ГО) и трассировкой лучей [1, 2].

Если рассматривать реальные случаи, то для подстилающей поверхности трасс характерна слоистая структура [3].

Подобную трассу мы можем представить на основе различных моделей:

• •    в виде плоскослоистой среды, имеющей гладкие границы;

• •    в виде среды, имеющей шероховатые границы.

Рассмотрим особенности математического описания плоскослоистой среды. Для того, чтобы определить коэффициенты отражения электромагнитных волн от плоскослоистых сред, применяют разные математические подходы.

Например, при расчете коэффициентов прохождения и отражения электромагнитных волн от плоскослоистых сред, которые содержат более, чем один слой диэлектрика, во многих случаях прибегают к матричному подходу, описанному в [4, 5].

Каждый из слоев плоскослоистых сред может быть описан на основе характеристической матрицы (или матрицы передачи), которая имеет разный вид для разных поляризаций.

Для всей плоскослоистой среды используется матрица M суммарное, она определяется на основе произведения всех матриц слоев, это произведение формируется в той же последовательности, какой происходит распространение сквозь слоистую среду электромагнитной волны.

Для того, чтобы определить значения коэффициентов отражения и прохождения плоских волн через соответствующий слой, необходимо использовать элементы общей матрицы передачи плоскослоистых сред.

При распространении электромагнитных волн над землей их затухание может быть связано с тем, что между передатчиком и приемником [6] существует растительность. Наличие ветвей и листьев кустов и деревьев может привести к значительному ослаблению принимаемого сигнала или к изменению направлению движения волн. Беспроводной канал становится крайне сложным в этом случае из-за влияния на него лесной растительности.

Мы проводили расчеты в борновском приближении, при котором не происходит учета повторных рассеяний рассеянных волн.

Решение задач, связанных с рассеянием электромагнитных волн на таких диэлектрических структурах может быть связано с использованием интегральных уравнений и метода моментов.

Рассеянное поле связано с токами, определяемыми при решении соответствующего матричного уравнения [7, 8].

Выводы. Проведено рассмотрение особенностей распространения электромагнитных волн по трассам связи в городских условиях. Показано влияние на затухание растительного покрова.