电磁场及电磁波实验报告——校园场强测试.docx

电磁场与电磁波实验报告 题目：校园无线信号场强特性的研究 日期：2014-04-20 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc322899777 一、实验目的 PAGEREF _Toc322899777 \h 2 HYPERLINK \l _Toc322899778 二、实验内容 PAGEREF _Toc322899778 \h 2 HYPERLINK \l _Toc322899779 三、实验原理 PAGEREF _Toc322899779 \h 2 HYPERLINK \l _Toc322899780 四、实验步骤 PAGEREF _Toc322899780 \h 5 HYPERLINK \l _Toc322899781 1、选择实验对象 PAGEREF _Toc322899781 \h 5 HYPERLINK \l _Toc322899782 2、数据采集 PAGEREF _Toc322899782 \h 5 HYPERLINK \l _Toc322899783 3、数据录入 PAGEREF _Toc322899783 \h 7 HYPERLINK \l _Toc322899784 4、数据处理流程 PAGEREF _Toc322899784 \h 7 HYPERLINK \l _Toc322899785 五、实验结果与分析 PAGEREF _Toc322899785 \h 8 HYPERLINK \l _Toc322899786 1、 教二楼周边电磁场信号强度分析 PAGEREF _Toc322899786 \h 8 HYPERLINK \l _Toc322899787 2、 教二楼室内不同楼层楼道信号强度分析 PAGEREF _Toc322899787 \h 11 HYPERLINK \l _Toc322899791 六、 问题分析与解决 PAGEREF _Toc322899791 \h 15 HYPERLINK \l _Toc322899792 1、Matlab 仿真问题研究与解决 23 HYPERLINK \l _Toc322899793 2、场强分布的研究 23 HYPERLINK \l _Toc322899793 3、模型拟合 PAGEREF _Toc322899793 \h 24 HYPERLINK \l _Toc322899795 七、分工安排 25 HYPERLINK \l _Toc322899796 八、心得体会 25 HYPERLINK \l _Toc322899797 附录I：原始数据 26 HYPERLINK \l _Toc322899797 附录II：源代码 30 一．实验目的 1. 掌握在移动环境下阴影衰落的概念以及正确测试方法； 2. 研究校园内各种不同环境下阴影衰落的分布规律； 3. 掌握在室内环境下场强的正确测试方法，理解建筑物穿透损耗的概念； 4. 通过实地测量，分析建筑物穿透损耗随频率的变化关系； 5. 研究建筑物穿透损耗与建筑材料的关系。 二．实验内容 利用DS1131场强仪，实地测量信号场强 1. 研究具体现实环境下阴影衰落分布规律，以及具体的分布参数如何； 2. 研究在校园内电波传播规律与现有模型的吻合程度，测试值与模型预测值的预测误 差如何； 3. 研究建筑物穿透损耗的变化规律。 三．实验原理 无线通信系统是由发射机、发射天线、无线信道、接收机、接收天线所组成。对于接收者，只有处在发射信号覆盖的区域内，才能保证接收机正常接收信号，此时，电波场强大于等于接收机的灵敏度。因此，基站的覆盖区的大小，是无线工程师所关心的。决定覆盖区大小的因素主要有：发射功率、馈线及接头损耗、天线增益、天线架设高度、路径损耗、衰落、接收机高度、人体效应、接收机灵敏度、建筑物的穿透损耗、同播、同频干扰。 【阴影衰落】 在无线信道里，造成慢衰落的最主要原因是建筑物或其他物体对电波的遮挡。在测 量过 程中，不同测量位置遇到的建筑物遮挡情况不同，因此接收功率不同，这样就会 观察到衰落现象。在阴影衰落的情况下，移动台被建筑物遮挡，它所收到的信号是各种 绕射、反射、散射波的合成。所以，在距基站距离相同的地方，由于阴影效应的不同， 他们收到的信号功率有可能相差很大，理论和测试表明，对任意的d值，特定位置的接 收功率为随机对数正态分布即： 其中，为0均值的高斯分布随机变量，单位为，标准偏差为，单位也是。 对数正态分布描述了在传播路径上，具有相同的T-R距离时，不同的随机阴影效应。这 样利用高斯分