有限差分時間領域法による屋内電波伝搬解析

使用时域有限差分法进行室内无线电波传播分析

• 批准号: 11750302
• 负责人: 本島 邦行
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Gunma University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750302/
• 关键词: FDTD法; 有限差分時間領域法; 電波伝搬; フェージング; 周波数選択性フェージング

本研究課題の目的は、広帯域ディジタル通信の信号伝送特性に大きな影響を与える建物内の複雑な電波伝搬特性の解析をシミュレートするための理論構築と、その理論に基づいたシミュレーションプログラムの作成、そしてその解析手法の正当性を実験によって確認検証するための、屋内電波伝搬特性計測システムの構築である。本研究では、有限差分時間領域法を拡張することによって空間伝達関数を求め、それを広帯域信号の伝搬特性を予測するための手段として用いることにより、理論解析手法を構築した。電波伝搬問題を解析する場合には、幾何光学理論に基づいた手法が一般に用いられている。しかし、幾何光学理論では、広帯域信号の周波数特性を解析することができないため、本手法のように、波動方程式をベースとする解析手法が有効である。昨年度は、本手法の理論構築を行い、そしてそれをベースとしたシミュレーションプログラを作成した。そして今年度は、ベクトルネットワークアナライザを中心とする電波伝搬実験システムを構築し、マイクロ波帯(8〜11GHz)を用いて検証実験をおこなった。その結果、本研究で作成したシミュレーションプログラムによる結果と、電波伝搬実験システムによる実験結果はよく一致し、本研究で提案する手法の有効性を確かめることができた。特に、入射波が直接到来し、かつ電波散乱体からの反射波とによって激しく定在波が生じるような環境においては、シミュレーション結果と実験結果は非常によく一致する。しかし、物体の陰になるような部分においては、実験環境において考慮していない不要な反射波の影響を受けるため、実験結果に含まれる誤差が大きくなり、この点は今後の課題である。本研究により、本手法で提案する有限差分時間領域法を用いた周波数選択性フェージングの解析法が確認され、かつ有効であることが明らかとなった。

The purpose of this research topic の は, hiroo 帯 domain デ ィ ジ タ ル 伝 send signal の features large に き な influence を and え る の within the building complex 雑 伝 な waves move features の parsing を シ ミ ュ レ ー ト す る た め の theory constructing と, そ の theoretical base に づ い た シ ミ ュ レ ー シ ョ ン プ ロ グ ラ ム, そ の し て そ の parsing technique の legitimacy を be 験 に よ っ て confirm 検 Evidence するため するため, indoor radio wave 伝 moving characteristic meter システム, construction である. This study で は, finite difference time domain method を company, zhang す る こ と に よ っ て space 伝 number of masato を め, そ れ を hiroo 帯 domain signal の 伝 move features を be す る た め の means と し て in い る こ と に よ り, theoretical analytical technique を build し た. Waves 伝 move problem を parsing す る occasions に は, geometrical optics theory に づ い た gimmick が general に い ら れ て い る. し か し, geometrical optics theory で は, hiroo 帯 の frequency domain signal number features を parsing す る こ と が で き な い た め, this technique の よ う に, wave equation を ベ ー ス と す る parsing technique が have sharper で あ る. Annual は yesterday, this technique の theory to construct を い, そ し て そ れ を ベ ー ス と し た シ ミ ュ レ ー シ ョ ン プ ロ グ ラ を made し た. そ し て our は, ベ ク ト ル ネ ッ ト ワ ー ク ア ナ ラ イ ザ を center と す 伝 る waves move be 験 シ ス テ ム を constructing し, マ イ ク ロ wave 帯 (8 ~ 11 GHZ) を い て 検 card be 験 を お こ な っ た. そ の results, this study で し た シ ミ ュ レ ー シ ョ ン プ ロ グ ラ ム に よ る 伝 results と, waves move be 験 シ ス テ ム に よ る be 験 results は よ く consistent し, this study proposed で す る gimmick の have sharper sex を か indeed め る こ と が で き た. に, incident wave が direct arrival し, か つ waves scattered body か ら の reflection wave と に よ っ て excitation し く set in wave が じ る よ う な environment に お い て は, シ ミ ュ レ ー シ ョ と ン results be 験 results は very に よ く consistent す る. し か し, objects の Yin に な る よ う な part に お い て は, be 験 environment に お い て consider し て い な い don't な reflection wave の を by け る た め, be に 験 results contain ま れ る error が big き く な り, こ の point は の topics in future で あ る. This study に よ り, this technique proposed で す る を finite difference time domain method with い た cycle for sentaku sex フ ェ ー ジ ン グ の analytic method が confirm さ れ, か つ have sharper で あ る こ と が Ming ら か と な っ た.

项目成果

K.Motojima,M.Ohki,H.Sakurai,S.Kozaki: "Reflection of the Transitional Electromagnetic Wave by Inhomogeneous Ionized Media Having a Peak of Electron Density."International Journal of Electronics. 87・4. 469-479 (2000)

K. Motojima、M. Ohki、H. Sakurai、S. Kozaki：“具有电子密度峰值的非均匀电离介质的过渡电磁波”，87・4（2000 年）。

K.Motojima,M.Ohki,S.Kozaki: "A New Estimating Method in Observing the Electron Density Profile with Peak and Valley by Using Ray Path Method."Electromagnetics. 20・5. 443-455 (2000)

K. Motojima、M. Ohki、S. Kozaki：“使用射线路径法观测电子密度分布的新方法”20・5 (2000)。