1、 文献翻译学生学院：郑州大学软件学院 专业班级：电子与通信工程 09 级学生姓名：简超峰 实验日期：2011 年 12 月 31 短径传播建模组合墙及其影响分析帕特里克属首位，克里斯托弗 L。霍洛威会员，IEEE 会员，IEEE，罗纳德 R. DeLyser，高级会员，IEEE 会员， IEEE 和 Kenneth C.艾摘要：对于短期的传播路径，正确代表从表面反射的电磁能量是准确的信号电平的预测的关键。在本文中，同质化的方法是用来确定有效建筑常用的复合材料的材料特性。块墙壁和其他类型的与这些同质化的有效物质属性计算的材料的反射系数。还调查准确地代表信号水平预测模型的反射的重要性。结果表明，在
2、接收到的信号强度（RSS）的 5- 10 - dB 的误差可能会发生，如果没有妥善处理的复合墙壁。在短距离内信号传播的准确预测是适用于微孔个人通信服务部署在城市峡谷以及室内无线专用分组交换机和局域网。复合墙-混凝土墙，有效的材料特性，同质化，传播模型，反射系数。一, 导言通过城市环境的长期路径传播的许多工作已在过去所做的那样1 - 10。在大部分工作，很少关注到准确地表述了一股引人注目的建筑物表面的反射系数（F）的。在本文中，复合墙与电磁波相互作用的问题解决。这里所使用的一些例子混凝土砌块墙体和图 1 和 2中描述的其他复合结构。在大部分发表的作品，建筑物的反射系数是通过假设的建材是完美的导体
3、或建筑幕墙与一些假设性质的材料单楼板。大部分，这很可能是合理的“城市峡谷”的传播路径。在长期的路径传播，发射和接收天线被设置在一个比较大的距离。占主导地位的贡献，为城市峡谷设置的总信号，使关闭的建设一两个反弹波，采取直接的路径，使离地之一反弹（见图 3）。在这种情况下，波反弹建筑物事件的角度接近放牧，或 90。即使非常不同的角度依赖性的一种复合材料的反射系数可以表现较理想导体或一个实心板，这是不是一个长期的传播路径的重要问题。因此，无论建设的物质，大入射角的实际反射系数将接近一个完美的导体。越来越多的人需要在 2-100 米范围内的信号水平来预测短期的传播路径商业校区利用无线专用分支交流（交换
4、机）和无线局域网络（局域网），以提供通过城市峡谷移动语音和数据通信，车辆通信附近的继电器，和微孔个人通信的服务（PCS 的）部署在购物中心和机场仅仅是几个例子。对于这些短期的传播路径，准确地反映了从墙壁上的波行为是非常重要的。计算领域的互动（即反射和传输系数）的复合材料结构在图 1 和图 2 所示的类似，是一个典型的问题（见11 - 27）。这些技术包括从像弗罗奎兹分析和模式匹配的时刻（MOM），有限元，有限差分方法的方法等完整的数值方法的分析技术。这些技术精度高，但计算密集的，因此，不借给信号预测模型自己准备使用。对于短路径的信号预测模型（如光线跟踪和其他几何光学模型），高效的封闭形式表达复
5、合材料结构的反射和透射系数计算所需。在本文中，我们介绍一些常用的复合建材的有效物质属性的表达式。这些有效物质属性表达式可以用来有效地获取复合材料组成的墙壁的反射和透射系数。这些反射和传输性能，我们调查准确地代表了在短距离内接收到的信号强度（RSS）预测的相互作用的复合墙的重要性。二。有效的材料性能取从均匀化 手头的问题是确定一个领域的事件将在图 1 和图 2 所示的复合周期结构的反射和/或传输系数。在图 1 混凝土砌块墙体是相当于 5 层介质。 1 和 5 层是自由的空间，第 2 层和 4 的混凝土材料的性能，和第 3 层代表了一维（1 - D）周期性结构。二维图 2（ 2 - D）复合墙体相
6、当于四层介质。 1 和 4 层是自由的空间，3 层的混凝土材料的性能，和第 2 层的 2 - D 的周期性结构。为了以计算这些复合结构，字段的的定期部分交互标记为 3 层（1 - D 图 1 的结构）和第 2层（的 2 - D 结构的的反射和/或传输系数必须确定图 2）。近日，同质化已知的周期性结构的分析方法已被用于解决此类问题时的结构期间相比是很小的波长。只有少数这些公布的结果适用于电磁问题：28和29为瓦楞纸阻抗表面，30和31一个网格线和导电条，32 一个粗略的完美和非理想导体表面粗糙，33 - 36分析锥体电磁减震器。 。即使同质化的技术是基于小的波长相比，结构期间，在34给出的结果3
7、7 - 39表明，同质化的模型是准确的期间至少 1 /2-1 自由空间波长和可能有损周期性结构甚至更高。这是更详细的讨论在第五节。(a)(layer1,2,3,4,5,为第 1,2,3,4,5 层)(b)图 1。 （a）与沿 Y 轴的砖和（b）与它沿 x 轴的砖混凝土墙体的混凝土砌块墙体的插图。图 2。一个 2 - D 定期砌块墙体的插图。图 3。插图在四线模型的射线。 （wall reflection:墙面反射，direct ray:直接光ground reflection:地面反射）图 4。一维周期结构图 5。二维周期结构。同质化的使用渐近展开和多尺度的概念，以扩大在慢速和快速变化的渐近幂
8、级数的E 和 H 场。这些慢速和快速的变化与微观和宏观领域的变化。同质化的平均场允许从微观结构的分离40 - 46。渐近幂级数的 E 和 H 场，麦克斯韦方程组的可分为不同的权力结构的时期（P） 。33发现在此过程中的细节。这种类型的分析，平均零阶领域 由以下有关：,这个等式国家的平均领域满足麦克斯在均匀介质的各向异性方程特点张量这些有效物质匀浆介电常数一个被称为属性 和通透性和由以下定义：平均零阶领域 和在一个单一的张量介质的属性。这些张量的值可从解决方案的 2- D 静态源领域的问题，执政小号和 （见33） 。现在，它已被证明的平均场看到作为一种有效的各向异性同质定期中等张介电常数 和通透
9、性 ，我们的地区现在需要确定有效的材料特性这一地区。已经在极大的关注过去走向确定复合材料的有效性能地区。对于这项工作的调查，请参阅48。对于一维周期结构，有效性能第 3 层（见图 1）是必要的。如果期间（）的板坯在图所示的结构。 4 小相比，在波长无论是中小型相比还小的皮肤深度，然后有效的属性1733和49 - 52作为其中 g=a/p（p 和 a 是定义在图 1）是相对占用空间体积的材料， 和 散装材料，复杂的参数和 和 自由空间中的值。对于砌块墙体的 2 - D 图 5 所示（其中 和 ） ，纵向介电常数和渗透性完全被知（28，40和48 ）其中 g=a/p（a,p 被定义在图 2）音量占
10、用空间的一小部分材料和 和 散装材料的复杂的参数。这种对称的 2 - D 的周期性结构， 和 参考文献33表示横向介电常数 和渗透率 不是简单的空间平均值作为往往被假设。有没有确切的封闭形式的表达式为横向材料特性，然而，上限和下限为这些属性中可以找到48。村和平泽53做了数值研究类似的周期性结构，他们发现，Hashin- Shtrikman 上限 48和54 关联很清楚这种类型的有效物质属性周期性结构。因此，横向的材料特性可以近似情况如下：再次，g=a2/p2 是空间的体积分数所占用的材料。在33，图结构交谈。5 ，即，一个介质，周围空气（C2C1）进行了分析。如果（5）的材料特性的角色互换凯
11、勒的缩放定理55（这样 C1500米） ，有坚实的墙，复合墙体，或一个完美的墙上之间的差别不大。然而，短路径长度，固壁或一个完美的墙上收到的权力不能重现的共振行为，是目前在复合墙。这个数字说明，短期传播路径，10 - 20- dB 的不准确之处可能发生，如果我们假设复合墙体作为固壁处理正如人们所预料的的，进一步之间的距离墙和两个天线，分离距离较大天线之间必须是前三次曲线相吻合。结果接收功率与频率之间的距离 900 兆赫和两个天线放置在离墙 4米56所示。在这个例子中，四个结果不同的墙壁关联 d1 公里。在图 8 中，我们显示的总接收功率为的结果天线的天线间距的功能放在上面一个完美的进行地面和两
12、堵墙之间。 “在图的结果。 8 一个发射器和接收天线地面间隔 1 米和 1 米，从每个墙。这两个墙壁都被假定为一个完美进行墙，单层板墙上，或混凝土砌块墙。接收功率的计算方法是假设总功率是由四个不同的光线（图 3）：直接路径，地面反射，并一次性反映各两堵墙。预测的信号电平是由以下：其中 是地面反射系数水平极化 和垂直极化 和的幅度和相位。墙壁的反射系数: （离地面反射路径）和 r（关闭的墙壁的反射路径）由下式给出：和 其中 h 为天线高出地面的距离，W 是天线从墙壁的距离，D 是分离两个天线。结果与图一致。7。对于小的距离（d1 公里）的固体或复合材料结构的结果的方法之一。这是预料之中，因为在墙
13、壁上的波率的角度大传播路径的方法放牧（90）的，因此，无论壁挂式，反射系数的大小的方法之一。对于长期的传播路径，在传播路径附近的墙壁反射的能量的大小是可以治疗的，如果墙体的行为作为理想导体与一般性的小损失。这个假设的一个例外是在这期间是足够大，以引导能源结构中的一个周期性结构。对于这种情况，定期结构的作用就像一个波导结构，能源，就可以进行了波导模式，因此它不反射光谱方向的表面。一些建筑材料包括定期间隔在混凝土的金属棒。人们可能会首先尝试使用这里讨论的同质化概念来分析这样一个问题。不过，既然是一个大的材料之间的金属棒和具体的财产对比，标准的同质化失败（见3958） ，必须使用所谓的僵硬的同质化。
14、这种方法已经被用来对付密集的定期嵌入电介质的空间散射的散射59。详情将于稍后公布。即使反射系数的模型分解为大的时期，结果还是说明准确预测反映短距离传播的重要性。不幸的是，一旦结构期间变大，反射系数的简单表达式是不可用。在这些条件下，必须采取更复杂的手段，如一个弗罗奎兹型分析或一个完整的数值方法，12，1819，2627和60 ，计算的反射系数。参考 1 H. L. Bertoni, W. Honcharenko, L. R. Maciel, and H. H. Xia, “UHFpropagation prediction for wireless personal communication
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