[发明专利]一种电磁波传播特性分析方法与分析系统

说明书

本发明公开了一种电磁波传播特性分析方法和分析系统，以便于对室内环境下的无线电波传播特性进行预测和分析。本发明基于射线跟踪方法中的入射反弹射线法和镜像法(SBR/IM)，通过室内通信环境的初始化建模，发射射线管的建立，射线管的相交测试，反射射线管的确定，接收射线管的判定和接收点处场强的计算来对室内无线通信的性能进行研究和分析。通过分析系统的计算可以得到发射信号的时域波形图，接收信号功率图，路径损耗图，以及电磁波在室内环境下的传播动画演示。本发明的优点在于操作时方便、快捷、经济，对于电磁波在建筑物中的传播和分布有很好的辅助预测作用，也可以对室内的信号发射器的放置和优化起到重要的作用。

技术领域

本发明属于电波传播预测领域，具体涉及一种电磁波传播特性分析方法与分析系统。

背景技术

近年来随着无线移动通信地迅速发展，人们对于无线移动通信的速率和质量要求越来越高，这就需要对室内外无线电波的传播特性进行相对精确的预测，并且对无线 网络进行不断优化和改进，才能够使得用户体验到有效性和可靠性较高的无线网络系 统。为了能够对室内无线网络进行方便地规划与优化，需要对室内环境下的电波传播 特性进行定性地分析，得出室内不同环境下的无线电波的传播方式与传播特性，以便 对室内无线信道进行分析。

目前研究无线信道的传播特性主要有两类方法：第一类是基于测量的随机统计方法，也就是经验模型，此方法是基于大量的信道实测数据，利用多种统计方法来对信 道的各个参量进行分析，经验模型可以运用在许多实际的无线通信环境中，并且能够 得到比较准确的室内无线信道的参数特性，但是该方法对于实测设备的要求较高，且 测量成本相对较高，所以在一般情况下采用第二类方法，也就是确定性模型的方法来 对室内无线信道进行特性分析，该方法运用Maxwell方程组对电波传播进行计算分析， 其中分为：射线跟踪法、时域有限差分方法、几何光学法、几何绕射理论和一致性绕 射理论等。确定性方法基于电磁波传播的基本理论对室内无线电波的传播特性进行分 析，该方法方便快捷，运用成本较低，是室内无线通信规划和优化的有效手段。

射线跟踪法可以分辨并跟踪多径传播过程中的每一条传播路径，再根据不同的路径信息计算相应的幅度、相位、时延等参数。射线跟踪法具有计算结果准确和计算效 率高效等特点，在室内无线信道的建模和分析中起到了重要的作用，是分析室内无线 电波传播的有效方法和途径。

发明内容

本发明所要解决的问题在于针对背景技术存在的问题，提出了一种电磁波传播特性分析方法与分析系统，一定程度上解决了对于室内无线移动通信的网络规划与优化 的问题，也方便了室内无线信道的建模与特性分析。

为此本发明采用的技术方案为一种电磁波传播特性分析方法，包括以下步骤：

(a)室内环境模型的初始化建模；

(b)建立发射射线管模块；

(c)对从源点出发的射线管进行跟踪，并对遇到墙面和障碍物的射线管进行相交测试；

(d)建立反射射线管的确定模块；

(e)建立射线管的接收判决模块；

(f)计算接收点处的总场强且对电波特性进行分析。

进一步，步骤(a)中，室内环境模型的初始化建模包括：建立环境模型的几何参数和物理参数，具体为生成房间内的六个平面法向量，并且生成每个墙壁的介电常数和 电导率参数，建立室内环境模型坐标系，并且给房间的长、宽、高参数赋值，随后产 生六个平面方程，同时给室内环境的六个平面进行编号，以方便后续的相交测试和接 收判决，并且生成房间内各点的坐标和棱的方程，同时生成信号的发射点和接收点的 位置坐标数组。