Difração por irregularidades do relevo
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2012 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) |
Texto Completo: | https://app.uff.br/riuff/handle/1/10575 |
Resumo: | A análise rigorosa da difração pelas irregularidades do relevo envolve uma formulação integral complicada e que, normalmente, demanda um considerável tempo computacional. Adicionalmente, a natureza aleatória do relevo impossibilita a definição de um modelo matemático de grande precisão. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é apresentar um modelo semiempírico simplificado, aplicável a qualquer perfil de relevo, que resulte em uma solução aproximada do problema da difração de ondas eletromagnéticas sobre terrenos lisos, irregulares, ou com grau de irregularidade intermediário, nas faixas de VHF e UHF, facilitando a obtenção de resultados diretamente aplicáveis aos problemas práticos de engenharia. Da mesma forma que outras soluções práticas existentes para relevo irregular, a metodologia aqui desenvolvida tem por base a teoria da difração por obstáculos do tipo gume de faca. Nesta dissertação aplicou-se o método proposto por Deygout para definir o obstáculo principal de um trajeto, ou seja, na visada entre o transmissor e o receptor, e nas visadas intermediárias, quando necessário. Contudo, ciente de ter sido verificado anteriormente que negligenciar as dimensões do obstáculo levou a diferenças significativas entre o resultado medido e aquele previsto pelo método utilizado, o modelo de Deygout é aprimorado com uma correção relacionada ao raio de curvatura do obstáculo. Para os relevos lisos, emprega-se o modelo simplificado da propagação sobre uma terra esférica descrito na Recomendação UIT-R P.526-11. Para relevos com irregularidade intermediária, é proposto o uso de uma interpolação linear. Nesta situação, o parâmetro empírico Δh, denominado rugosidade do terreno, é utilizado para definir o grau de irregularidade do relevo. Para medir o grau de aderência do modelo proposto à realidade, é usada a ferramenta MATLAB através da qual é feita a leitura a uma base de dados reunida e validada pelo UITR, contendo 8934 medições realizadas nos EUA e na Europa. Esta ferramenta é, também, empregada na aplicação do modelo e na medida do erro obtido por comparação com os valores experimentais constantes da citada base de dados. A eficiência do modelo é verificada cotejando-se os resultados numéricos obtidos, com outros provenientes de soluções similares desenvolvidas com a mesma finalidade. |
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Difração por irregularidades do relevoRadiopropagaçãoDifraçãoRelevo irregularModelo semiempírico de difraçãoObstáculo convexoRadiopropagaçãoDifraçãoRadiaçãoTelecomunicaçãoSistema de comunicação móvelRadio propagationDiffractionIrregular terrainSemi-empirical modelConvex obstacleA análise rigorosa da difração pelas irregularidades do relevo envolve uma formulação integral complicada e que, normalmente, demanda um considerável tempo computacional. Adicionalmente, a natureza aleatória do relevo impossibilita a definição de um modelo matemático de grande precisão. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é apresentar um modelo semiempírico simplificado, aplicável a qualquer perfil de relevo, que resulte em uma solução aproximada do problema da difração de ondas eletromagnéticas sobre terrenos lisos, irregulares, ou com grau de irregularidade intermediário, nas faixas de VHF e UHF, facilitando a obtenção de resultados diretamente aplicáveis aos problemas práticos de engenharia. Da mesma forma que outras soluções práticas existentes para relevo irregular, a metodologia aqui desenvolvida tem por base a teoria da difração por obstáculos do tipo gume de faca. Nesta dissertação aplicou-se o método proposto por Deygout para definir o obstáculo principal de um trajeto, ou seja, na visada entre o transmissor e o receptor, e nas visadas intermediárias, quando necessário. Contudo, ciente de ter sido verificado anteriormente que negligenciar as dimensões do obstáculo levou a diferenças significativas entre o resultado medido e aquele previsto pelo método utilizado, o modelo de Deygout é aprimorado com uma correção relacionada ao raio de curvatura do obstáculo. Para os relevos lisos, emprega-se o modelo simplificado da propagação sobre uma terra esférica descrito na Recomendação UIT-R P.526-11. Para relevos com irregularidade intermediária, é proposto o uso de uma interpolação linear. Nesta situação, o parâmetro empírico Δh, denominado rugosidade do terreno, é utilizado para definir o grau de irregularidade do relevo. Para medir o grau de aderência do modelo proposto à realidade, é usada a ferramenta MATLAB através da qual é feita a leitura a uma base de dados reunida e validada pelo UITR, contendo 8934 medições realizadas nos EUA e na Europa. Esta ferramenta é, também, empregada na aplicação do modelo e na medida do erro obtido por comparação com os valores experimentais constantes da citada base de dados. A eficiência do modelo é verificada cotejando-se os resultados numéricos obtidos, com outros provenientes de soluções similares desenvolvidas com a mesma finalidade.The rigorous analysis of the diffraction by terrain irregularities is developed through a complicated integral formulation, which usually demands a huge computational time. Additionally, the random nature of relief complicates the definition of an accurate mathematical model. Therefore, the purpose of this work is to describe a simple semi-empirical model, capable of being implemented in order to cover any kind of terrain profile, facilitating the acquisition of useful results for practical engineering problems in the VHF and UHF bands. This model corresponds to an approximate solution for the electromagnetic wave diffraction problem over a smooth, an irregular terrain or a rolling terrain. As other solutions for irregular terrain, this model is based on the knife-edge diffraction theory. This work has employed the method developed by Deygout to define the main obstacle of the path, connecting the transmitter and the receiver terminals. When necessary, the same procedure is adopted for other sub-paths. On the other hand, aware that it has already been observed a relevant discrepancy between the measured and the predicted results, if obstacle dimensions are not taken into account, Deygout method is improved with a correction considering the obstacle radius of curvature. For smooth terrain it is used the simplified propagation over spherical earth model, described in the Recommendation ITU-R P.526-11. For rolling terrain i.e., with intermediate smoothness degree, the proposed model employs a linear interpolation. In this case, the terrain smoothness degree is quantified through an empirical parameter (Δh) statistically defined as a function of the terrain profile. In this dissertation the MATLAB tool has been used to fit the proposed model results with the measured data. In order to accomplish this objective, the computational tool has read a database, compiled and validated by ITU-R, with 8934 measurements acquired in USA and Europe. This tool has also been applied to evaluate the discrepancy between predicted and experimental loss. The efficiency of the model is estimated by comparison with numerical results achieved by other models proposed to solve the same problem.101 f.NiteróiVale, Eduardo RodriguesMatos, Leni Joaquim deCosta, Emanoel Paiva de OliveiraAssis, Mauro SoaresLuiz, André Vinícius Pinho2019-07-26T12:52:33Z2019-07-26T12:52:33Z2012info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfLUIZ, André Vinícius Pinho. Difração por irregularidades do relevo. Niterói, 2012. 101 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e de Telecomunicações) - Universidade Federal Fluminense. Departamento de Engenharia de telecomunicações, 2012.https://app.uff.br/riuff/handle/1/10575Aluno de MestradoCC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2022-10-25T13:15:04Zoai:app.uff.br:1/10575Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202024-08-19T10:53:06.983143Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false |
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