Распространение радиоволн

Рост мобильных телекоммуникаций по экспоненте подстегнул интерес ко многим темам о распространении радиоволн. Множество усилий прилагается для усовершенствования моделей распространения радиоволн без потерь в городской, пригородной или другой окружающей среде, обоснование данных производится с помощью опытных испытаний. Распространение радиоволн в городских районах довольно сложно, поскольку там волны отражаются и рассеиваются в ходе многолучевого распространения. Распространение радиоволн в открытых зонах без препятствий более просто, но распространение по земле и воде подразумевает наличие хотя бы одной отражённой волны.

Для закрытых мест, как внутренние помещения, метро, не было еще разработано чётких моделей передачи, так как данная окружающая среда имеет сложную структуру. Однако, при произвольной структуре окружающей среды, для городской среды можно применять модель распространения радиоволн Рейли. Когда трасса распространения проходит по линии видимости, как в тоннеле или в подземных дорогах, окружающая среда может рассматриваться по модели Райса или волноводной теории. Прямые волновые модели могут использоваться для распространения в коридорах.

В общем, распространение радиоволн имеет три основных свойства: отражение, преломление и рассеивание (смотри рис 3.1). Отражение происходит, когда радиоволна, распространяющаяся в одной среде, сталкивается с другой средой с другими электромагнитными свойствами. Амплитуда и фаза отражённой волны находятся в строгой зависимости от присущего среде сопротивления, угла падения и электрической поляризации. Часть энергии радиоволны может быть поглощена или распространиться по отражающей среде, в результате чего отражённая волна затухает.

Рисунок 3.1 Отражение, преломление и рассеивание радиоволны.

Преломление – явление, при котором распространяющиеся радиоволны искривляют траекторию или отклоняются при наличии препятствий. Преломление происходит при попадании небольших волн в застроенные районы из-за таких препятствий, как стены, здания, строения, горы и т.д.

Рассеивание происходит, когда радиосигнал ударяется о грубую поверхность или натыкается на объект меньше его. Это вызывает рассеивание энергии сигнала по всем направлениям. Рассеивание может происходить у принимающего как другого источника радиоволн. Типичные объекты, рассеивающие радиосигнал – это мебель, фонарные столбы, дорожные знаки и листва деревьев.