raypl

射频传播射线的路径损耗和相位变化

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语法

[pl,phase] = raypl(射线)

[pl,phase] = raypl(ray,Name,Value)

描述

［pl，阶段= raypl(雷）的属性返回路径损耗(dB)和相移(弧度)雷．路径损耗和路径位移计算考虑了由传播路径、反射材料和偏振产生的自由空间损耗和反射损耗。只有当发射和接收天线都极化时，该函数才考虑水平偏振和垂直偏振之间的几何耦合。有关更多信息，请参见路径损耗计算．

例子

［pl，阶段= raypl(雷，名称,值）使用由一个或多个名-值对参数指定的附加选项计算路径损耗和相移。

例子

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重新评估改变反射材料和频率的路径损耗

打开实时脚本

改变一条射线的反射材料和频率，重新评估路径损耗和相移。

发射场查看器与香港的建筑物。有关osm文件的详细信息，请参见[1]．指定发射机和接收机站点。

查看器= siteviewer(“建筑”，“hongkong.osm”）;Tx = txsite(“人肉搜索”, 22.2789,“经”, 114.1625,.．.“AntennaHeight”10“TransmitterPower”5,.．.“TransmitterFrequency”, 28日e9);Rx = rxsite(“人肉搜索”, 22.2799,“经”, 114.1617,.．.“AntennaHeight”1);

执行站点之间的射线跟踪。

pm =传播模型(“射线”，.．.“方法”，“图像”，.．.“MaxNumReflections”2);射线= raytrace(tx,rx,pm);

从结果中找出第一个具有2阶反射的射线。显示射线特性。画出光线，看光线在两栋建筑上的反射。

射线=射线{1}(find([射线{1}.]NumInteractions == 2,1))

射线=射线与属性:PathSpecification: 'Locations' CoordinateSystem: 'Geographic' TransmitterLocation: [3×1 double] ReceiverLocation: [3×1 double] LineOfSight: 0交互:[1×2 struct]频率:2.8000e+10 PathLossSource: 'Custom' PathLoss: 122.1824移相:4.5669只读属性:PropagationDelay: 8.3060e-07 PropagationDistance: 249.0068 AngleOfDeparture: [2×1 double] AngleOfArrival: [2×1 double] NumInteractions: 2

情节(雷);

默认情况下，所有建筑物都具有混凝土建筑材料的电气特性。将材质改为金属进行第二次反射，并重新评估路径损失。使用raypl函数重新计算射线的路径损失。显示射线路径以比较路径损耗的变化。重新绘图以显示由于射线的路径损失变化而导致的颜色轻微变化。

[ray.PathLoss,雷。移相]= raypl(射线，.．.“ReflectionMaterials”，[“具体”，“金属”])

射线=射线与属性:PathSpecification: 'Locations' CoordinateSystem: 'Geographic' TransmitterLocation: [3×1 double] ReceiverLocation: [3×1 double] LineOfSight: 0交互:[1×2 struct]频率:2.8000e+10 PathLossSource: 'Custom' PathLoss: 117.4814移相:4.5669只读属性:PropagationDelay: 8.3060e-07 PropagationDistance: 249.0068 AngleOfDeparture: [2×1 double] AngleOfArrival: [2×1 double] NumInteractions: 2

射线=射线与属性:PathSpecification: 'Locations' CoordinateSystem: 'Geographic' TransmitterLocation: [3×1 double] ReceiverLocation: [3×1 double] LineOfSight: 0交互:[1×2 struct]频率:2.8000e+10 PathLossSource: 'Custom' PathLoss: 117.4814移相:4.5669只读属性:PropagationDelay: 8.3060e-07 PropagationDistance: 249.0068 AngleOfDeparture: [2×1 double] AngleOfArrival: [2×1 double] NumInteractions: 2

情节(雷);

改变频率并重新评估路径损耗和相移。再次绘制射线，观察明显的颜色变化。

射线。频率= 2e9;[ray.PathLoss,雷。移相]= raypl(射线，.．.“ReflectionMaterials”，[“具体”，“金属”]);情节(雷);

附录

[1]下载osm文件https://www.openstreetmap.org该网站提供了获取世界各地众包地图数据的途径。这些数据是根据开放数据共享开放数据库许可证(ODbL)授权的，https://opendatacommons.org/licenses/odbl/．

输入参数

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`雷`- - - - - -光线的配置
`comm.Ray`对象

Ray配置，指定为一个comm.Ray对象。对象必须具有PathSpecification属性设置为“位置”．

数据类型:comm.Ray

名称-值参数

指定可选参数对为Name1 = Value1,…,以=家,在那里的名字参数名称和价值对应的值。名称-值参数必须出现在其他参数之后，但对的顺序无关紧要。

在R2021a之前，使用逗号分隔每个名称和值，并将其括起来的名字在报价。

例子:raypl (ray,‘TransmitterPolarization’,‘H’,‘ReceiverPolarization’,‘H’)，指定发送天线和接收天线的水平偏振雷．

`ReflectionMaterials`- - - - - -反射材料
`“具体”`(默认)|字符串标量|1 -NR字符串向量|特征向量|1 -NR字符向量的单元格数组|2乘1的数字向量|2 -NR数字矩阵

非视线(NLOS)射线的反射材料，指定为字符串标量，1 × -NR字符串向量，字符向量，1 × -NR字符向量、2乘1数字向量或2乘-的单元格数组NR数字矩阵。NR属性指定的反射数comm.Ray．NumReflections财产。

当ReflectionMaterials指定为字符串标量、字符串向量或等效字符向量或单元格字符向量数组时，反射材质必须是其中之一“具体”，“砖”，“木”，“玻璃”，“石膏板”，“天花板”，“纸板”，“地板”，“金属”，“水”，“植物”，“泥”,或“perfect-reflector”．当指定为字符串标量或字符向量时，该设置将应用于所有反射。
当ReflectionMaterials被指定为2乘1的数值矢量，[相对介电常数;电导率值对适用于所有反射。
当ReflectionMaterials指定为2-by-NR数值矩阵，[相对介电常数;电导率]值对中每一列分别适用NR分别是反射点。

有关更多信息，请参见国际电联常用材料的介电常数和电导率值．

例子:“ReflectionMaterials”(“混凝土”,“水”)，指定具有两个反射的光线将在第一个反射点使用混凝土的电特性，在第二个反射点使用水的电特性。

数据类型:字符串|字符|双

`TransmitterPolarization`- - - - - -发射天线极化类型
`“没有”`(默认)|`“H”`|`“V”`|`“RHCP”`|`“LHCP”`|归一化2 × 1琼斯向量

发射天线极化类型，指定为“没有”，“H”，“V”，“RHCP”，“LHCP”，或归一化[H;琼斯矢量。有关更多信息，请参见琼斯矢量表示法．

例子:“TransmitterPolarization”、“RHCP”，表示发射天线的右圆偏振。

数据类型:双|字符|字符串

`ReceiverPolarization`- - - - - -接收天线极化类型
`“没有”`(默认)|`“H”`|`“V”`|`“RHCP”`|`“LHCP”`|归一化2 × 1琼斯向量

接收天线极化类型，指定为“没有”，“H”，“V”，“RHCP”，“LHCP”，或归一化[H;琼斯矢量。有关更多信息，请参见琼斯矢量表示法．

例子:“ReceiverPolarization”,(1,0)，用琼斯矢量表示法指定接收天线的水平偏振。

数据类型:双|字符|字符串

`TransmitterAxes`- - - - - -发射天线轴向
3 × 3单位矩阵(默认)|3 × 3的酉矩阵

发射天线轴的方向，指定为3 × 3单位矩阵，表示从发射机局部坐标系(LCS)到全局坐标系(GCS)的旋转。当CoordinateSystem的属性comm.Ray设置为“地理”时，GCS方向为发射机的本地东-北-上(ENU)坐标系。有关更多信息，请参见坐标系方位．

例子:“TransmitterAxes”,眼睛(3)，指定发射器轴的本地坐标系与全局坐标系对齐。这是默认的方向。

数据类型:双

`ReceiverAxes`- - - - - -接收天线轴方向
3 × 3单位矩阵(默认)|3 × 3的酉矩阵

接收天线轴的方向，指定为3 × 3单位矩阵，表示从接收机局部坐标系(LCS)到全局坐标系(GCS)的旋转。GCS方向为接收机处的本地东-北-上(ENU)坐标系。CoordinateSystem的属性comm.Ray设置为“地理”．有关更多信息，请参见坐标系方位．

例子:'ReceiverAxes'，[0 -1 0;1 0 0;0 0 1]，指定围绕局部接收机坐标系的z轴相对于全局坐标系的90°旋转。

数据类型:双

输出参数

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`pl`-路径损耗
标量

路径损耗(以dB为单位)，返回为输入射线对象计算的路径损耗，包括指定的任何修改名称,值对。

`阶段`-相移
标量

相移(以弧度为单位)，返回为输入射线对象计算的相移，包括指定的任何修改名称,值对。

更多关于

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国际电联常用材料的介电常数和电导率值

ITU-R P.2040-1[２]和ITU-R P.527-5[3]介绍常用材料的计算实际相对介电常数、电导率和复相对介电常数的方法、方程和值。

有关ITU-R P.2040-1中规定的建筑材料计算值的信息，请参见buildingMaterialPermittivity．
有关ITU-R P.527-5规定的地形材料计算值的信息，请参见earthSurfacePermittivity．

坐标系方位

该图像显示了电磁场在发射机和接收机的全局坐标系(GCS)和局部坐标系中的方向。

当CoordinateSystem的属性comm.Ray设置为“地理”时，GCS方位为观测点处的本地东-北-上(ENU)坐标系。路径损耗计算考虑了ENU坐标在发射机和接收机之间的绕地差异。

路径损耗计算

raypl中的路径损耗计算遵循IEEE 802.11-09/0334r8文档中描述的路径损耗和反射矩阵计算[1]．只有当发射和接收天线都极化时，该函数才考虑水平偏振和垂直偏振之间的几何耦合。

对于一阶信号反射，反射矩阵，H_ref1，计算为

$H_{r e f 1} ＝［ \begin{matrix} 因为（ ψ_{r x} ） & 罪（ ψ_{r x} ） \\ - 罪（ ψ_{r x} ） & 因为（ ψ_{r x} ） \end{matrix} ］ \times ［ \begin{matrix} R_{⊥} （ α_{我 n c} ） & 0 \\ 0 & R_{∥} （ α_{我 n c} ） \end{matrix} ］ \times ［ \begin{matrix} 因为（ ψ_{t x} ） & 罪（ ψ_{t x} ） \\ - 罪（ ψ_{t x} ） & 因为（ ψ_{t x} ） \end{matrix} ］$

信道传播矩阵计算中的项表示

RX几何耦合矩阵-极化矢量从入射基平面到RX坐标的重新计算。
偏振矩阵-矩阵包括反射系数R⟂和R∥电场的垂直分量和并联分量E⟂和E∥分别。
TX几何耦合矩阵-极化矢量从TX坐标基础到入射平面的重新计算。

该图说明了一阶反射信号路径。

在哪里

反射平面从全局坐标系原点偏移。
k表示波形传播矢量。
n表示垂直于入射平面的向量。
E_θ而且E_φ表示垂直和水平电磁场矢量。
α_公司的入射角k．
ψ_tx表示夹角。E_θ和事故平面的法线。
TX表示发射天线。
RX表示接收天线。

二阶信号反射的反射矩阵计算是从一阶信号反射计算扩展而来的。更多信息，请参见IEEE文档802.11-09/0334r8[1]．

琼斯矢量表示法

对于琼斯矢量表示法，raypl函数描述信号偏振使用琼斯演算．

定义了琼斯向量的正交分量E_θ而且E_φ．此表显示了琼斯矢量对应于各种天线极化。

天线极化类型	对应琼斯向量
沿θ方向线极化	$（ \begin{matrix} H \\ V \end{matrix} ）＝（ \begin{matrix} 0 \\ 1 \end{matrix} ）$
在φ方向上线性极化	$（ \begin{matrix} H \\ V \end{matrix} ）＝（ \begin{matrix} 1 \\ 0 \end{matrix} ）$
左圆偏振(LHCP)	$（ \begin{matrix} H \\ V \end{matrix} ）＝ \frac{1}{\sqrt{2}} （ \begin{matrix} j \\ 1 \end{matrix} ）$
右圆偏振(RHCP)	$（ \begin{matrix} H \\ V \end{matrix} ）＝ \frac{1}{\sqrt{2}} （ \begin{matrix} - j \\ 1 \end{matrix} ）$

参考文献

[1]Maltsev, A.等人。60 GHz无线局域网系统的信道模型。IEEE 802.11-09/0334r8文档，2010年5月。

[２]国际电信联盟无线电通信部门。建筑材料和结构对100兆赫以上无线电波传播的影响。推荐P.2040-1。ITU-R, 2015年7月29日批准。https://www.itu.int/rec/r - rec - p.2040 - 1 - 201507 - i/en。

[3]国际电信联盟无线电通信部门。大气气体衰减．推荐P.676-11。ITU-R, 2016年9月30日批准。https://www.itu.int/rec/r - rec - p.676 - 11 - 201609 - s/en。

扩展功能

C/ c++代码生成
使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。

使用注意事项和限制:

指定多个反射材料时，必须将每个值定义为字符向量(字符数据类型)在单元格数组中。

版本历史

R2020a中引入

另请参阅

功能

光线跟踪|buildingMaterialPermittivity|earthSurfacePermittivity|propagationModel

对象

comm.Ray|siteviewer

raypl

语法

描述

例子

重新评估改变反射材料和频率的路径损耗

输入参数

雷- - - - - -光线的配置comm.Ray对象

名称-值参数

ReflectionMaterials- - - - - -反射材料“具体”(默认)|字符串标量|1 -NR字符串向量|特征向量|1 -NR字符向量的单元格数组|2乘1的数字向量|2 -NR数字矩阵

TransmitterPolarization- - - - - -发射天线极化类型“没有”(默认)|“H”|“V”|“RHCP”|“LHCP”|归一化2 × 1琼斯向量

ReceiverPolarization- - - - - -接收天线极化类型“没有”(默认)|“H”|“V”|“RHCP”|“LHCP”|归一化2 × 1琼斯向量

TransmitterAxes- - - - - -发射天线轴向3 × 3单位矩阵(默认)|3 × 3的酉矩阵

ReceiverAxes- - - - - -接收天线轴方向3 × 3单位矩阵(默认)|3 × 3的酉矩阵

输出参数

pl-路径损耗标量

阶段-相移标量

更多关于

国际电联常用材料的介电常数和电导率值

坐标系方位

路径损耗计算

琼斯矢量表示法

参考文献

扩展功能

C/ c++代码生成使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。

版本历史

另请参阅

功能

对象

`雷`- - - - - -光线的配置
`comm.Ray`对象

`ReflectionMaterials`- - - - - -反射材料
`“具体”`(默认)|字符串标量|1 -NR字符串向量|特征向量|1 -NR字符向量的单元格数组|2乘1的数字向量|2 -NR数字矩阵

`TransmitterPolarization`- - - - - -发射天线极化类型
`“没有”`(默认)|`“H”`|`“V”`|`“RHCP”`|`“LHCP”`|归一化2 × 1琼斯向量

`ReceiverPolarization`- - - - - -接收天线极化类型
`“没有”`(默认)|`“H”`|`“V”`|`“RHCP”`|`“LHCP”`|归一化2 × 1琼斯向量

`TransmitterAxes`- - - - - -发射天线轴向
3 × 3单位矩阵(默认)|3 × 3的酉矩阵

`ReceiverAxes`- - - - - -接收天线轴方向
3 × 3单位矩阵(默认)|3 × 3的酉矩阵

`pl`-路径损耗
标量

`阶段`-相移
标量

C/ c++代码生成
使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。