Uma análise vetorial de propagação UHF e de microondas em áreas urbanas e rurais usando teoria do traçado do raio / A vectorial analysis of uhf and microwave propagation in urban and rural areas using ray-tracing theory

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

Este trabalho apresenta modelos de propagação para áreas urbanas, suburbanas e rurais. É apresentada uma análise vetorial do modelo geométrico de dois raios para antenas elevadas, bem como análises vetoriais dos modelos de guia de ondas de rua plano e tridimensional. Para todos, um dipolo ideal é utilizado como antena transmissora. O modelo geométrico de dois raios descreve áreas rurais, rodovias e áreas suburbanas mais desertas e é constituído pelo raio que incide diretamente no receptor e pelo raio que sofre uma reflexão no solo antes de atingi-lo. Para este modelo são analisadas as polarizações paralela e perpendicular. Especificamente a polarização paralela é analisada de duas maneiras: uma utilizando aproximações e outra sem aproximações. Para o modelo analisado sem aproximações, as análises de padrão de radiação do campo para o dipolo e vetorial do campo elétrico, são levadas em conta. Para o modelo analisado com aproximações, apenas uma soma algébrica do campo é realizada. Comparações entre esses dois modelos são realizadas bem como uma análise do erro incorrido versus distância r. Ainda para o modelo de dois raios sem aproximações, comparações entre as componentes horizontal e vertical do campo elétrico, comparações entre si de componentes horizontais e verticais para diversas alturas do transmissor, além de comparações com valores medidos, são realizadas . Os modelos de guia de ondas plano e tridimensional descrevem ruas de cidades. O modelo de guia de ondas plano, cuja principal característica é a igualdade da altura das antenas do transmissor e do receptor, é constituído pela superposição de um raio que chega diretamente ao receptor, de um raio que sofre uma reflexão no solo e de raios que sofrem múltiplas reflexões nas laterais do guia de ondas antes de atingi-lo. Esse modelo é analisado de duas formas: com e sem fendas para polarizações horizontal e vertical e, como para o modelo de dois raios, uma comparação entre as análises aproximada e sem aproximações é realizada. Ainda para o guia de ondas plano, uma comparação entre o campo elétrico total e o campo elétrico devido às reflexões laterais somente, é apresentada. O modelo de guia de ondas tridimensional, cuja principal característica é a diferença da altura das antenas do transmissor e do receptor, é constituído pela superposição de um raio que chega diretamente ao receptor, de um raio que sofre uma reflexão no solo, de raios que sofrem múltiplas reflexões nas laterais do guia de ondas, e de raios que sofrem reflexões do tipo lateral-solo, antes de atingi-lo. Esse modelo é também analisado de duas formas: com e sem fendas para polarizações horizontal e vertical, e uma comparação entre o campo elétrico total e o campo elétrico devido às reflexões laterais somente é também apresentada. Na análise com fendas, dois tipos de modelos são desenvolvidos, um para fendas periódicas e outro para a leitura de uma base de dados da rua em questão. O programa lê a base de dados dessa rua e realiza os cálculos do sinal ao longo da mesma. Para todas as etapas do modelo de guia de ondas tridimensional valores calculados são comparados com valores medidos, ratificando a aplicabilidade do modelo descrito. Comparações com valores medidos mostram que uma análise vetorial e de padrões de radiação das antenas, pode ser uma ferramenta muito útil no que diz respeito a uma maior utilização de análises teóricas a despeito de análises empíricas no campo da predição.

ASSUNTO(S)

análise vetorial de uhf e de microondas modelo geométrico de dois raios propagation models caracterização do canal guia de ondas de rua vectorial analysis of uhf and microwave ray-tracing theory two-ray model modelos de propagação teoria do traçado do raio engenharia eletrica channel characterization street waveguide

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