【湍流介质的三维传播模拟器】全衍射3-D传播模拟器，用于在具有随机和背景结构的介质中传播无线电和光传播（Matlab代码实现）

news2024/11/24 17:54:43

目录

💥1 概述

📚2 运行结果

🎉3 参考文献

🌈4 Matlab代码实现

💥1 概述

全衍射3-D传播模拟器是一种用于模拟在具有随机和背景结构的介质中传播无线电和光的工具。它可以帮助研究人员和工程师理解和预测无线电波和光波在复杂介质中的传播行为。

这种模拟器通常基于数值方法，如有限差分法（FDTD）、有限元法（FEM）或射线追踪法等。它考虑了介质的电磁性质、随机结构和背景结构，并模拟了波的传播、散射、折射和衍射等现象。

使用全衍射3-D传播模拟器可以实现以下功能：
1. 传播路径分析：模拟无线电波或光波在复杂介质中的传播路径，包括传播损耗、多径传播、散射和衍射等效应。
2. 信号强度预测：通过模拟传播路径和介质特性，预测无线电波或光波在接收器位置的信号强度。
3. 信道建模：通过模拟介质中的随机结构，生成具有实际环境中的多径衰落和信道衰落特性的信道模型。
4. 天线设计和优化：通过模拟传播路径和信号强度分布，优化天线的位置、方向和特性，以提高通信系统的性能。
5. 链路容量评估：通过模拟传播路径和信道特性，评估无线通信链路的容量和可靠性。
全衍射3-D传播模拟器在无线通信、光通信、雷达、无线传感器网络等领域具有广泛的应用。它可以帮助优化通信系统的设计、规划和部署，提高系统性能和可靠性。

📚2 运行结果

部分代码：

function [rootSDF,rmsN2]=root_rfnSDF2(Cs,gnu1,gnu2,qL,ky,kz,SF)
%USAGE: [rootSDF,rmsN2]=root_rfnSDF2(Cs,gnu1,gnu2,qL,ky,kz,SF)
%
%Generate root_rfn for 2D SDF
%
% Input parameters:
% Cs = Turbulent strength Q~Cs*q^(-2*gnu-1)
% gnu1,gnu2= Spectral index parameter for each power-law segment (Kolmogorov=4/3)
% qL = Spatial wavenumber at transition
% SF = Scale factor for normalization (SF=dKy*dKz/(2*pi)^2=> standard SDF variance)
% ky,kz = mesgrid values of ky, kz
% Output
% rootSDF = square root of normalized SDF vers ky,kz
% rmsN2 = direct variance
%
Cs2=Cs*qL^(-2*(gnu1-gnu2));
K =sqrt(ky.^2+kz.^2);
nSeg1=find(K<=qL);
nSeg2=find(K>qL);
rootSDF=zeros(size(K));
rootSDF(nSeg1)=sqrt( Cs*SF*K(nSeg1).^(-2*gnu1-1));
rootSDF(nSeg2)=sqrt(Cs2*SF*K(nSeg2).^(-2*gnu2-1));
locINF= rootSDF==inf;
rootSDF(locINF)=0;
rmsN2=sum(rootSDF(:).^2);
return