EngeeRadars.两个频道

双波束传播信道是继自由空间信道之后复杂度的下一步，也是多径传播介质的最简单情况。

自由空间通道模拟从点1到点2的视线光束。

在双光束通道中，介质被定义为具有反射平坦边界的均质、各向同性介质。 边界始终设置为 .

从点1传播到点2的射线不超过两条。 第一条射线沿着与自由空间通道中相同的视线轨迹传播。 视线路径通常被称为前向光束。 第二条射线在击中点2之前从边界反射。 根据反射定律，反射角等于入射角。 当模拟短距离动作时，例如在蜂窝通信系统或汽车雷达中，可以假设反射表面–地球或海洋表面-是平坦的。 *EngeeRadars系统对象。TwoRayChannel*模拟两条路径的传播时间延迟、相移、多普勒频移和损耗效应。 对于反射路径，损耗效应包括边界处的反射损耗。

下图显示了两个分发路径。 基于源的位置, ，和接收器位置, 您可以计算两条路径的入射角, 和 . 入射角是入射辐射相对于局部坐标系的位置和方位角的角度。 在这种情况下，局部坐标系与全局坐标系重合。

您还可以计算传播角度。, 和 . 在全局坐标中，边界处的反射角与角度重合 和 . 当您使用与角度相关的反射损耗数据时，了解反射角度非常重要。

视线轨迹的路径总长度 ，其等于源和接收器之间的几何距离，如图所示。

反射轨迹的路径总长度为 . 价值 –这是源和接收器之间的距离。

您可以根据到地面的距离和全局坐标系中物体的高度轻松推导出路径长度和角度的精确公式。

衰减或双波束通道路径上的损耗是五个分量的乘积 ，在哪里

每个分量以量值为单位指定，而不是以dB为单位。

当信号从边界反射时会发生损耗。 您可以通过将电磁场表示为标量场来获得来自地球的反射损失的简单模型。 这种方法也适用于声学和声纳系统。

让 –这是自由空间的标量电磁场，幅度为 在控制距离 从发射器（例如，一米）。 距离在自由空间中传播的场 从发射器它有形式

为视线轨迹。

你可以表达从地面反射的东西。 -领域就像

哪里 -反射路径的距离。

价值 表示与来自地平面的反射相关的损耗。 要指定 ，使用*GroundReflectionCoefficient*属性。 在一般情况下 取决于场的入射角。 目的地处的总场是视线和反射路径的场的总和。

对于电磁波，更复杂但更现实的模型使用极化场的矢量表示。 可以将入射电场分解成两个分量。 一个组件, ，平行于入射平面。 另一个组件, ，垂直于入射平面。 对于这些分量，来自地面的反射系数是不同的，并且可以用地面渗透率和入射角来写。

哪里 -介质的阻抗。 由于地球的磁导率几乎与空气或自由空间的磁导率相同，因此阻抗比主要取决于电导率的比率。

值在哪里 –这是地球的相对渗透率，由*GroundRelativePermittivity*属性设置。 角落 -这是入射角，和角度 -边界处的折射角。 您可以定义 使用斯内尔折射定律。

反射后，从平行和垂直分量恢复总场。 地平面中的总衰减, ，是一个组合 和 .

当起始点和目标点相对于彼此静止时，可以将*Y*对象的输出写为 . 价值 –这是信号的延迟，并且 -在自由空间的道路上的损失。 延迟 设置 . –这或者是视线中传播路径的距离，或者是反射路径的距离，并且 -传播的速度。 途中的损失:

哪里 -信号的波长。

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衰减。 这种效应主要是由于氧气和水蒸气的共振吸收线，而氮气的贡献较少。

该模型还包括10GHz以下的连续吸收光谱。

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:

价值 它是复杂大气折射的虚部，由谱线分量和连续分量组成。:

频谱分量由由频带的局部化函数组成的离散频谱项的总和组成, 乘以谱线的强度, . 对于大气氧，每条谱线的强度为:

对于大气水蒸气，每条谱线的强度为:

这是干燥空气的压力, -水蒸气的分压，以及 -环境温度。 压力的测量单位是百帕斯卡(gPa),温度是开尔文度. 水蒸气分压, ，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 . 本节末尾的国际电联文件包含这些参数作为频率函数的表格。

本地化带宽函数 它们是在下面给出的ITU参考文献中描述的复杂频率函数。 这些函数取决于模型的经验参数，这些参数也在参考文献中给出。

为了计算路径上窄带信号的总衰减，该函数将特定衰减乘以路径长度。, . 那么总衰减为 .

可以将衰减模型应用于宽带信号。 首先，将宽带信号分成频率子带，并对每个子带施加衰减。 然后将所有衰减后的子带信号求和成一个总衰减信号。

该模型计算通过雾或云传播的信号的衰减。

雾和云的减弱是同一种大气现象. 使用ITU模型，建议ITU-R P.840-6：由于云和雾的衰减。 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。 每个频率下的具体衰减公式如下

哪里 -液态水的密度在gm/m3。 价值 它表示特定的衰减系数，并取决于频率。 云和雾衰减模型适用于10-1000GHz的频率。 具体衰减系数的测量单位为(dB/km)/(g/m3)。

为了计算路径上窄带信号的总衰减，该函数将特定衰减乘以路径长度。 . 总衰减为 .

可以将衰减模型应用于宽带信号。 首先，将宽带信号分成频率子带，并对每个子带施加窄带衰减。 然后将所有衰减后的子带信号求和成一个总衰减信号。

该模型计算通过具有降水的区域传播的信号的衰减。 雨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。 根据ITU model for rain"_itu-R Recommendation P.838-3:a specific attenuation model for rain for use in forecasting methods计算雨衰减。"该模型计算信号的特定衰减（每公里衰减）作为雨强度，标称信号频率，极化和位置角度的函数。 特定衰减, ，被建模为取决于雨速的幂律:

哪里 -雨的速度。 测量单位为毫米/小时。 参数 及参展商 它们取决于频率、极化状态和信号路径上位置的角度。 特定衰减模型适用于1-1000GHz的频率。

为了计算路径上窄带信号的总衰减，该函数将特定衰减乘以有效传播距离。, . 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。 在文章"ITU-R建议书P.530-17（12/2017）：基于地面的视距系统设计所需的传播数据和预测方法_"中包含了衰减计算的完整描述。

雨量, 在这些计算中使用的是长期统计雨率。, . 这是降雨率，在0.01％的情况下超过。 统计降水范数的计算在ITU-R建议P.837-7（06/2017）：传播建模的降水特征中进行了讨论。 本文还解释了如何计算0.01％值的其他百分比的衰减。

可以将衰减模型应用于宽带信号。 首先，将宽带信号分成频率子带，并对每个子带施加衰减。 然后将所有衰减的子带信号求和成总衰减信号。