工程师。[医]宽通道
视距条件下的宽带分配通道。
库::`[医]工程师` 座:: Wideband LOS Channel
资料描述
*EngeePhased系统对象。WidebandLOSChannel*模拟信号通过视距(LOS)通道从空间中的一点传播到几个点或从几个点传回到一个点。 在LOS信道中，传播路径是从点到点的直线。 LOS信道传播模型包括自由空间中的衰减以及由于大气气体、雨、雾和云造成的衰减。
您可以使用*EngeePhased。WidebandLOSChannel*用于同时模拟多个点之间信号的传播。 *EngeePhased系统对象。WidebandLOSChannel*适用于所有频率。
虽然大气气体和雨的衰减模型仅对频率范围为1-1000GHz的电磁信号有效，但雾和云的衰减模型对10-1000GHz有效。 在这些频率范围之外，对象是*EngeePhased。WidebandLOSChannel*使用最接近的允许值。 *EngeePhased系统对象。WidebandLOSChannel*将与范围相关的时间延迟应用于信号以及增益或损耗。 当源或目的地正在移动时，此系统对象应用多普勒频移。
要创建和使用LOS宽带信道，请按照下列步骤操作:
-
创建*EngeePhased对象。WidebandLOSChannel*并设置其属性。
-
用参数调用对象，就好像它是一个函数一样。
若要了解有关如何使用系统对象的详细信息，请参阅 AnyMath系统对象.
语法
创造
-
通道=EngeePhased。宽带信道()-使用默认属性值在视距条件下创建宽带分发通道。 -
通道=EngeePhased。WidebandLOSChannel（名称=值）—在视距条件下以一对形式创建具有指定属性的宽带分配通道名称=值，在哪里姓名-物业的名称，以及价值-适当的值。 您可以指定多个对 «名称-值» 对的顺序并不重要。 未指定的属性保留其默认值。
使用
-
prop_sig=通道（sig，origin_pos，dest_pos，origin_vel，dest_vel）-当宽带*sig*信号在LOS信道上从源*origin_pos*传播到目标*dest_pos*时，返回结果*prop_sig*信号。 只有一个参数*origin_pos*或*dest_pos*可以指定多个位置。 另一个参数必须包含单个位置。 信号源的速度在*origin_vel*参数中指定，信号接收器的速度在*dest_vel*参数中指定。 维度*origin_well*和*dest_val*必须分别对应于维度*origin_pos*和*test_pads*。
通过LOS通道传播的电磁场可以是极化的或非极化的。 对于非极化场，传播信号场，*sig*参数，是一个向量或矩阵。 对于极化场，*sig*是元组。 结构的元素表示笛卡尔形式的电场矢量。
争论
输入参数
sig — 宽带信号
+
复矩阵M乘N | 复杂元组
Details
定义为矩阵或元组的宽带信号，这取决于信号是极化的还是非极化的。 价值 -信号中的样本数，以及 -LOS宽带信道的数量。 每个信道对应于一个源-接收器对。
*如果宽带信号是未极化的标量信号，则指定*sig*作为大小的复数矩阵 上 . 每列包含一个在LOS信道上传播的信号。
如果宽带信号是极化的，指定*sig*作为包含 复杂的元素。 每个元件表示通过LOS信道传播的极化信号。 元组的每个元素包含三个大小的复数向量列 上 ：*sig。X，sig。Y*和*sig。Z。 这些向量是笛卡尔分量。 , 和 个极化信号。
| 数据类型 |
|
origin_pos — 信号发射器的位置
+
实向量是3乘1列 | 实矩阵是3乘N
Details
信号发射器的位置，定义为实列向量 上 或者一个真正的矩阵 上 . 价值 -发射器位置的数量。 发射器位置的示例是天线阵列或子晶格元件的坐标。
位置坐标的测量单位为m。
*If*origin_pos*是列向量 上 ，它具有形式 [x;y;z].
*如果*origin_pos*是一个矩阵，则每列指定信号发射器的单独位置，如下所示 [x;y;z].
如果*origin_pos*有多个列，则*dest_pos*只能有一列。 参数*origin_pos*和*dest_pos*都不能指定为矩阵。
| 数据类型 |
|
目的地 — 信号接收器的位置
+
实向量是3乘1列 | 实矩阵是3乘N
Details
信号接收器的位置，定义为实列向量 上 或者一个真正的矩阵 上 . 价值 -接收器位置的数量。 接收器位置的示例是天线阵列或子晶格元件的坐标。
位置坐标的测量单位为m。
*If*dest_pos*是列向量 上 ，它具有形式 [x;y;z].
*如果*dest_pos*是一个矩阵，则每列指定信号接收器的单独位置，如下所示 [x;y;z].
参数*origin_pos*和*dest_pos*都不能指定为矩阵。
| 数据类型 |
|
origin_vel — 信号发射器速度
+
实向量是3乘1列 | 实矩阵是3乘N
Details
发射器的速度，设置为具有与*origin_pos*相同维度的实向量或矩阵。
| 数据类型 |
|
目的地 — 信号接收器速度
+
实向量是3乘1列 | 实矩阵是3乘N | 实矩阵是N乘3
Details
信号接收器的速度，指定为具有与*dest_pos*相同维度的实向量或矩阵。
| 数据类型 |
|
此外
衰减和损耗因素
Details
LOS宽带信道中信号的衰减或损耗由四个部分组成:
,
哪里
-
-信号在自由空间传播过程中的衰减;
-
-信号在大气中传播过程中的衰减;
-
-由于雾和云的存在，信号在传播过程中的衰减;
-
-信号衰减在传播期间由于沉淀。
每个分量以量值为单位测量，而不是以dB为单位。
传播延迟、多普勒频移和自由空间损耗
Details
当信号源和接收器相对于彼此静止时，自由空间通道的输出信号可写为 ，在哪里 -信号延迟，以及 -在自由空间中传播期间的损耗。 信号延迟计算为 ，在哪里 为传播距离，且 -传播的速度。 在自由空间途中的损失由表达式确定
,
哪里 -信号的波长。
该公式假定目标在发射元件或阵列的远场中。 在近场中，自由空间中沿传播路径的损耗公式无效，可导致损耗值小于一，这相当于信号放大。 出于这个原因，对于值 损失定为一.
如果在源和接收器之间存在相对运动，那么多普勒频移被考虑在内。 频移为 单边派发及 进行双向分配。 价值 -这是接收器相对于源的相对速度。
大气中信号衰减的模型
Details
该模型计算通过大气气体传播的信号的衰减。
电磁信号在大气中传播时会减弱。 这种效应主要是由于氧气和水蒸气的共振吸收线，氮气的贡献较小。 该模型还包括低于10GHz的连续吸收光谱。 使用[1]中给出的ITU（国际电信联盟）模型进行计算。 该模型计算特定衰减（每公里衰减）作为温度，压力，水蒸气密度和信号频率的函数。 大气气体模型适用于1-1000GHz的频率，适用于极化和非极化场。
每个频率下的特定衰减的公式为:
.
价值 它是大气的复折射率的虚部，由谱线分量和连续分量组成。:
.
频谱分量由离散频谱项的总和组成，离散频谱项是频带的局部函数的乘积 和谱线的强度 . 对于大气氧，谱线的强度为:
。
对于大气水蒸气，谱线的强度为:
,
哪里
-
-干燥空气压力;
-
-水蒸气分压;
-
-环境温度。
压力测量单位为百帕（gPa），温度为开尔文度。
水蒸气分压 它与水蒸气的密度有关 ，如下:
.
总大气压为 .
对于每个氧气线 取决于两个参数: 和 . 同样，每条水蒸气线取决于两个参数: 和 .
局部频带功能 它们是频率的复杂函数。 这些函数取决于模型的经验参数。
通过将特定衰减乘以路径长度来计算窄带信号的总衰减。 . 那么总衰减为:
.
这种信号衰减模型可以应用于宽带信号。 为此，首先将宽带信号分成频率子带，计算每个子带的信号衰减，然后将所有衰减的子带信号求和成一个共同的衰减信号。
雾和云中信号衰减的模型
Details
该模型计算通过雾或云传播的信号的衰减。
雾或云是相同的大气现象。 使用[2]中给出的ITU模型进行计算。 该模型计算作为液态水密度、信号频率和温度函数的信号的特定衰减（每公里衰减）。 该模型适用于极化和非极化场。 每个频率下的特定衰减的公式为:
,
哪里
-
-液态水在gm/m3中的密度;
-
是具体的衰减系数并且取决于频率。
云和雾中的衰减模型适用于10-1000GHz的频率。 具体衰减系数的测量单位为(dB/km)/(g/m3)。
窄带信号的总衰减是通过将特定衰减乘以路径长度来计算的 . 那么总衰减为:
.
这种信号衰减模型可以应用于宽带信号。 为此，首先将宽带信号分成频率子带，计算每个子带的信号衰减，然后将所有衰减的子带信号求和成一个共同的衰减信号。
存在降水时的信号衰减模型
Details
该模型计算通过发生降水的区域传播的信号的衰减。 降水衰减是主要的衰减机制，可以因地而异，年复一年。
电磁信号在通过降水区域传播时被衰减。 使用[3]中给出的ITU模型进行计算。 该模型计算信号的特定衰减（每公里衰减）作为降水强度，信号频率，极化和位置角度的函数。 特定衰减 根据幂律取决于降水强度:
,
哪里
-
-降水强度。 测量单位-mm/hr; *参数 指数 它们取决于频率、极化状态和信号路径的角度。
此衰减模型适用于1-1000GHz的频率。
通过将特定衰减乘以有效传播距离来计算窄带信号的总衰减, . 那么总衰减为:
.
有效距离为几何距离 乘以比例因子:
,
哪里 -频率。 衰减计算的更详细描述在[4]中给出。
降水强度 ，在这些计算中使用，表示降水的长期统计强度 [5]. 这是降水强度，在0.01％的情况下超过。
衰减模型可应用于宽带信号。 首先，将宽带信号划分为频率子带，并将模型应用于每个子带。 然后将所有衰减的子带信号求和成总衰减信号。