Рекомендуем

Электродинамика и распространение радиоволнПетров Б.М. Электродинамика и распространение радиоволн
Россия – родина радиоБартенев В.Г. Россия – родина радио190 р.
Основы проектирования цифровых радиорелейных линий связиБыховский М.А., Кирик Ю.М., Носов В.И., Сахаров О.Ю., Сорокин А.С., Сорокин Н.Б. Основы проектирования цифровых радиорелейных линий связи

Книга

Распространение радиоволн в лесах

2017 г.
392 стр.
Тираж 500 экз.
Формат 60х90/16 (145x215 мм)
Исполнение: в мягкой обложке
ISBN 978-5-9912-0519-1
ББК 32.845
УДК 621.396.67
Аннотация

Изложены основы теории распространения радиоволн в лесных массивах. Особое внимание уделено как детерминированным и статистическим, так и полудетерминированным, полуэмпирическим и эмпирическим математическим моделям. Обобщены результаты экспериментальных исследований эффективной комплексной диэлектрической проницаемости лесов, эффективных рабочего и погонного коэффициентов затухания, потерь на трассе, эффективных дифференциальных сечений поглощения и рассеяния, удельной эффективной площади обратного рассеяния, коэффициентов кросс-поляризации. Достаточно сложная проблема влияния лесных массивов на распространение радиоволн различных диапазонов до настоящего времени является чрезвычайно актуальной в связи с широким распространением систем мобильной и космической радиосвязи, а также необходимостью решения задач радиомониторинга земной поверхности и радиоинтроскопии объектов в лесах.

Для широкого круга научных работников, разработчиков и проектировщиков оборудования систем подвижной связи, специалистов в области телекоммуникаций, будет полезна студентам и аспирантам соответствующих специальностей.

Popov V.I. Radio Wave Propagation in Forests

The book covers fundamentals of the radio wave propagation (RWP) theory with application to the forest environments. The emphasis is given to the deterministic and statistical mathematical models as well as to the semi-statistical, semi-deterministic, semi-empirical, and empirical model variants. The book generalizes results of the experimental investigations of the effective complex dielectric permeability of forests, the effective attenuation per unit distance, propagation losses, the effective differential cross-section of scattering and absorption, the effective backscattering area. The wide-spread use of mobile and satellite communication systems as well as applications of the remote sensing of Earth surface and the radio-introscopy of objects inside the forestlands highlight the importance of sophisticated studies which are dedicated to RWP in forests. The solutions of the forest effects on RWP should cover a variety of frequency bands. Therefore, the book, which is to some extent the second part of the book: Popov V.I. Fundamentals of cellular mobile communications of GSM standard, designed for professionals in the field of wireless communications systems (including in the field of cellular mobile communication systems generations G2-G7), and for post-graduate students of universities specializing in the field of radio communications systems.

Оглавление

Предисловие

От автора
Глава 1. Лесные массивы
Введение. Растительный мир. Леса Земли. Леса России
1.1. Классификация лесов
1.2. Структура лесных массивов
1.3. Типы лесов
1.4. Полнота и густота лесных массивов
1.5. Влажность лесных массивов
1.6. Лесные массивы и ветровые нагрузки на них
1.7. Выводы
Литература к 1-й главе

Глава 2. Электрофизические параметры лесных массивов
2.1. Особенности уравнений Максвелла для лесных массивов как сплошных гетерогенных диэлектрических сред
2.2. Эффективная диэлектрическая проницаемость линейной гетерогенной среды
2.3. Электрофизические параметры лесных массивов. Эффективная комплексная диэлектрическая проницаемость (ЭКДП) лесных массивов
2.3.1. ЭКДП деревьев и их элементов
2.3.2. ЭКДП лесной подстилки
2.3.3. ЭКДП лесных массивов
2.3.4. ЭКДП лесного массива (АТА и СРА математические модели)
2.3.5. Эффективная относительная комплексная диэлектрическая проницаемость (ЭОКДП) лесного массива (математические модели для леса как случайно-неоднородной квазисплошной рассеивающей среды)
2.3.6. ЭОКДП лесного массива (математическая модель для леса как трехслойной среды)
2.4. Выводы
Литература к 2-й главе

Глава 3. Классификация математических моделей распространения радиоволн в лесных массивах
3.1. Детерминированные математические модели распространения радиоволн в лесных массивах
3.2. Статистические математические модели распространения радиоволн в лесных массивах
3.3. Полудетерминированные математические модели распространения радиоволн в лесных массивах
3.4. Полустатистические математические модели распространения радиоволн в лесных массивах
3.5. Полуэмпирические математические модели распространения радиоволн в лесных массивах
3.6. Эмпирические математические модели распространения радиоволн в лесных массивах
3.7. Выводы
Литература к 3-й главе

Глава 4. Детерминированные математические модели распространения радиоволн в лесных массивах
4.1. Распространение радиоволн в однородной изотропной среде (одно- и двухлучевые модели)
4.2. Детерминированные математические модели распространения радиоволн в лесных массивах
4.2.1. DMM1 модель. Модель системы вертикальных цилиндров
4.2.2. DMM2 модель. Модель вертикальной слоистой структуры
4.2.3. DMM3 модель. Модель вертикальных квазисферических деревьев
4.2.4. DMM4 модель. Трехслойная модель на основе метода диадиков функции Грина
4.2.5. DMM5 модель. Четырехслойная модель на основе метода диадиков функции Грина
4.2.6. DMM6 модель. Модель на основе метода FDTD
4.2.7. DMM7 модель. Модель на основе метода РЕ
4.2.8. DMM8 модель. Модель на основе метода оптической дифракции Френеля на клине
4.2.9. DMM9 модель. Дифракционная модель РРВ для смешанной трассы
4.2.10. DMM10 модель. Модель на основе метода GTD
4.2.11. DMM11 модель. Модель на основе метода UTD
4.2.12. DMM12 модель. Модель на основе метода PO
4.3. Влияние высоты подъема антенн базовых радиостанций на условия распространения радиоволн в лесных массивах для систем мобильной связи
4.4. Выводы
Литература к 4-й главе
Глава 5. Статистические математические модели распространения радиоволн в лесных массивах
5.1. Рассеяние и поглощение электромагнитных волн диэлектрическими неоднородностями. Основные параметры рассеяния и поглощения
5.2. Эффективная площадь рассеяния одиночных деревьев
5.3. SMM1 модель. Математическая модель рассеяния радиоволн на лесных массивах для систем мобильной связи (в приближении однократного рассеяния)
5.4. SMM2–SMM6 модели. Математические модели отражения и рассеяния ЭМВ при радиолокационном зондировании земной поверхности
5.5. SMM7 модель. Статистическая математическая модель распространения радиоволн в лесных массивах с использованием приближения Рытова
5.6. SMM8 модели. Статистические математические модели распространения радиоволн в лесных массивах с использованием теории Тверского
5.6.1. Математическая модель многократного рассеяния электромагнитных волн в лесных массивах (Приближение теории многократного рассеяния Тверского)
5.6.2. Модель статистического усреднения для дискретных рассеивателей
5.6.3. Интегральное уравнение Тверского для второго момента (функции корреляции) рассеивающегося поля
5.6.4. Определение когерентного электромагнитного поля для слоистой случайно-неоднородной среды конечной толщины
5.6.5. Определение полной интенсивности поля плоско поляризованной электромагнитной волны в случайно-неоднородной среде
5.7. SMM9 модели. Статистические математические модели отражения радиоволн от лесных массивов при СВЧ радиометрии растительных покровов
5.8. SMM10 модель. Особенности статистической математической модели распространения радиоволн в лесных массивах с использованием RET модели
5.9. SMM13 модель. Особенности когерентной статистической математической модели рассеяния радиоволн от лесных массивах с использованием метода DBA
5.10. SMM14 модель. Особенности статистической математической модели распространения радиоволн в лесных массивах с использованием FCSM модели
5.11. SMM15 модель. Особенности статистической математической модели распространения радиоволн в лесных массивах с использованием теории FWS
5.12. SMM16 модель. Особенности статистической математической модели распространения радиоволн в смешанной трассе с использованием 3D-стохастической модели
5.13. SMM17 модель. Особенности статистической математической модели распространения радиоволн в лесных массивах с использованием РО модели
5.14. SDMM18 модель. Особенности статистической математической модели, основанной на методе MoM
5.15. Влияние ветровой нагрузки на условия распространения радиосигналов в лесных массивах
5.16. Удельная эффективная площадь рассеяния при радиолокационном зондировании леса в сантиметровом диапазоне волн с учетом ветровой нагрузки
5.17. Выводы
Литература к 5-й главе

Глава 6. Математические модели распространения радиоволн в лесных массивах
6.1. Полудетерминированные математические модели распространения радиоволн в лесных массивах
6.1.1. SDMM1 модель сквозного однолучевого распространения радиоволн (в диапазоне от 100 МГц до 100 ГГц)
6.1.2. SDMM2 модель сквозного двухлучевого распространения радиоволн
6.2. SSMM1 полустатистическая математическая модель распространения радиоволн в лесных массивах
6.3. Полуэмпирические математические модели распространения радиоволн в лесных массивах
6.3.1. SEMM1 полуэмпирическая математическая модель, основанная на модели NZG
6.3.2. SEMM2 полуэмпирическая математическая модель, основанная на модели DG
6.4. Эмпирические математические модели распространения радиоволн в лесных массивах
6.4.1. EMM1 эмпирическая математическая модель, основанная на модели ITU-R
6.4.2. EMM2 эмпирическая математическая модель, основанная на модели FITU-R
6.4.3. EMM3 модель, основанная на эмпирической математической модели COST235
6.3.4. EMM4 модель, основанная на эмпирической математической модели МED
6.4.5. EMM5 модель, основанная на эмпирической математической модели ITU-R P.833-2
6.4.6. EMM6 эмпирическая математическая модель, определяющая частотную зависимость погонного коэффициента затухания (в диапазоне частот от 100 до 1000 МГц)
6.4.7. EMM7 модель, основанная на эмпирической математической модели TS
6.5. Выводы
Литература к 6-й главе

Глава 7. Экспериментальные исследования распространения радиоволн в лесных массивах
7.1. Экспериментальные исследования эффективной относительной комплексной диэлектрической проницаемости лесных массивов
7.1.1. Диапазон частот от 5 до 100 МГц
7.1.2. Диапазон частот от 100 до 1000 МГц
7.1.3. Диапазон частот от 1,0 до 10,0 ГГц
7.1.4. Диапазон частот от 10 до 100 ГГц
7.2. Экспериментальные исследования эффективного погонного коэффициента затухания радиоволн в лесных массивах
7.3.1. Диапазон частот от 5 до 100 МГц
7.3.2. Диапазон частот от 100 до 1000 МГц
7.3.3. Диапазон частот от 1,0 до 10,0 ГГц
7.3.4. Диапазон частот от 10 до 100 ГГц
7.3. Экспериментальные исследования потерь при распространении в лесных массивах
7.2.1. Диапазон частот от 5 до 100 МГц
7.2.2. Диапазон частот от 100 до 1000 МГц
7.2.3. Диапазон частот от 1,0 до 10,0 ГГц
7.2.4. Диапазон частот от 10 до 100 ГГц
7.4. Экспериментальные исследования отражения радиоволн от лесных массивов
7.4.1. Рассеяние радиоволн на элементах лесной растительности
7.4.2. Отражение от лесного массива, как сплошной неоднородной среды
7.4.3. Экспериментальные исследования отражения и рассеяния радиоволн при вертикальном и наклонном зондировании
7.5. Экспериментальные исследования эффекта кроссполяризации при распространении радиоволн в лесных массивах
7.5.1. Эффект кроссполяризации при распространении радиоволн в лесных массивах. Кроссполяризационные параметры
7.5.2. Экспериментальные исследования величины XPD при распространении радиоволн в лесных массивах
7.6. Сопоставление результатов численных расчетов на основе математических моделей и результатов экспериментальных исследований по распространению радиоволн на лесных массивах
7.7. Выводы
Литература к 7-й главе