北邮-电磁场和电磁波实验报告-无线信号场强特征研究-实验报告

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1、北京邮电大学电子工程学院实验中心电磁场与微波测量实验＞实验报告实验名称：无线信号场强特征的研究班级：XXX学P完：XXX组内成员：姓名：XXX班内序号：7学号：XXX姓名：XXX班内序号：8学号：XXX姓名：XXX班内序号：9学号：XXX报告撰写人：XXX目录一、实验目的2二、实验原理21.电波传播方式22.无线信道中信号袞减2（1）繡2（2）路径损耗2（3）建筑物的穿透损耗4三、实验内容4网、初步分析与推测4五、数据测量5六、数据处理61.［会且観62.第二组数据73.第三组数据84.第网组数据95.数据处理代码9（1）前四组数据9（2）第五组数

2、据12七＞误差分析14八、实验总结15实验目的1.通过实地测量校园内室内外的无线电信号场强，掌握室内外电磁波传播的规律。2.熟悉并掌握无线电屮的传输损耗，路径损耗，穿透损耗，衰落等概念。3.熟练使用无线电场强仪测试空间电场强的方法。4.学会对大量数据进行统计分析，并得到相关传播模型。:、实验原理1.电波传播方式电磁场在空间屮的传输方式主要有反射、绕射、散射三种模式。当电磁波传播遇到比波长大很多的物体时，发生反射。当接收机和发射机之间无线路径被尖锐物体阻挡时发生绕射。当电波传播空间中存在物理尺寸小于电波波长的物体、且这些物体的分布较密集时，产生散射。

3、散射波产生于粗糙表面，如小物体或其它不规则物体、树叶、街道、标志、灯柱。2.无线信道中信号衰减无线信道中的信号衰减分为衰落，路径损耗，建筑物穿透损耗。此外还有多径传播的影响。(1)衰落移动环境下电波的衰落包括快衰落和慢衰落(又叫阴影衰落)，快衰落的典型分布为Rayleigh分布或Rician分布；阴影衰落的典型分布为正态分布，即高斯分布。快衰落和慢衰落两者构成移动通信系统中接收信号不稳定因素。(2)路径损耗路径损耗：测tt发射机与接收机之间信号的平均衰落，即定义为有效发射功率和平均接收功率(Pr)之间的(dB)差值，根据理论和测试的传播模型，无论室

4、内或室外信道，平均接受信号功率随距离对数衰减，这种模型已被广泛的使用。对任意的传播距离，大尺度平均路径损耗表示为：~PL(d)[dB]=PL(dO)+iOniog(d/dO)即平均接收功率为：=瓦(6/0)-10dog(t//6/0)=5(d0)[鼎m]-10"log(6//d0)其中，定义n为路径损耗指数，表明路径损耗随距离增长的速度，dO为近地参考距离，d为发射机与接收机之间的距离。当移动台的高度为典型值hr=1.5m时，按人们根据不同放入地形地貌条件，归纳总结出各种电波传播模型。卜'边介绍几种常用的描述大尺度衰落的模型。常用的电波传播模型：自

5、由空间模型我们所说的自由空叫一是指真空，二是指发射天线与接收台之

6、川不存在任何可能影响电波传播的物体，电波是以直射线的方式到达移动台的。自由空间模型计算路径损耗的公式是：Lp=32.4+20Lgd+20Lgi其中d是以公里为单位的移动台与基站之间的距离，f是以MHz为单位的移动工作频点或工作频段的频率。2）布灵顿模型布灵顿模型假设发射天线和移动台之间的地面是理想平面大地，并且两者之间的距离d远大于发射天线的高度ht,或移动台的高度hr,此时的路径损耗计算公式为：Lp=120+40Lgd—20Lght-20Lghr3）EgLi模型EgU公式是从大量实

7、测结果中归纳出来的中值预测公式，属于经验模型，其计算式为：Lp=88+40Lgd-20Lght—20Lghr+20Lgf—G其中G为地形修正因子（单位：dB）。G反应了地形因素对路径损耗的影响。EgLi模型认为路径损耗同接收点的地形起伏程度Ah有关，地形起伏越大，则路径损耗也越大。当Ah用米来测量时，可按下式近似的估计地形的影响：<4那二5)(3.05(1-Ah/15)Ah<15m△h>15m段△h>15m280AWz^段（3）建筑物的穿透损耗定义：建筑物外测《的信号的屮值电场强度和同一位置室内测的信号屮值电场场强之差（dB）。建筑物穿透损耗的大小

8、同建筑物的材料、结构、高度、室内陈设、工作频率等多种因素有关。室外至室内建筑物的穿透损耗定义为：室外测量的信号平均场强减去同一位置室内测量的信号平均场强。用公式表示为：1N1M人D_1X1^(outside)1(inside)是穿透损耗，单位是dB;C是在室内所测的每一点的功率，单位是dB"v,共A/个点;C是在室外所测的每一点的功率，单位是，共〃个点。三、实验内容（1）根据不同的地形地貌条件，归纳总结各种环境条件下可能采用的各种电波传输模型；在数据测试前，先用理论模型在理论上对待测区域进行一下分析；（2）观测波段的确定，实验地点的确定；（3）数

9、据的测量；第一组数据在空间开放区域，地点自行选择。每半个波长测量一个数据，每个地点的数据应该在50-100个；（4）第二组