Распространение радиоволн ВЧ/Рей-трейсинг: различия между версиями
Nigiluk (обсуждение | вклад) |
Nigiluk (обсуждение | вклад) |
||
Строка 83: | Строка 83: | ||
######Если <math> i=0 \vee \zeta_{\varphi} \bmod 2 \neq 0</math> | ######Если <math> i=0 \vee \zeta_{\varphi} \bmod 2 \neq 0</math> | ||
#######<math>\alpha_{\varphi} \leftarrow \zeta_{\varphi} \frac{\Delta_{\varphi} (\zeta_{\varphi})}{2^i}</math> | #######<math>\alpha_{\varphi} \leftarrow \zeta_{\varphi} \frac{\Delta_{\varphi} (\zeta_{\varphi})}{2^i}</math> | ||
#######<math>s'' \leftarrow s_j</math> | |||
#######<math>\alpha_{\theta}' \leftarrow \alpha_{\theta}</math> | |||
#######Position <math>\leftarrow</math> <tt> [[Распространение радиоволн ВЧ/Источник|<math>s_j</math>()]].[[Распространение радиоволн ВЧ/Антенна|Антенна()]].Позиция()</tt> | #######Position <math>\leftarrow</math> <tt> [[Распространение радиоволн ВЧ/Источник|<math>s_j</math>()]].[[Распространение радиоволн ВЧ/Антенна|Антенна()]].Позиция()</tt> | ||
#######Ray <math>\leftarrow</math> <tt>Создать луч(Position, <math>\alpha_{\theta},~\alpha_{\varphi}</math>)</tt> | #######Ray <math>\leftarrow</math> <tt>Создать луч(Position, <math>\alpha_{\theta},~\alpha_{\varphi}</math>)</tt> | ||
Строка 94: | Строка 96: | ||
#######Если <tt>[[Распространение радиоволн ВЧ/Источник|<math>s_j</math>()]].Напряженность<math>(\omega_n,~\alpha_{\theta},~\alpha_{\varphi}</math>, Distance, [[Распространение радиоволн ВЧ/Геометрическая модель|G]].[[Распространение радиоволн ВЧ/Среда распространения|Среда распространения()]]</tt><math>)>E_{end}</math> | #######Если <tt>[[Распространение радиоволн ВЧ/Источник|<math>s_j</math>()]].Напряженность<math>(\omega_n,~\alpha_{\theta},~\alpha_{\varphi}</math>, Distance, [[Распространение радиоволн ВЧ/Геометрическая модель|G]].[[Распространение радиоволн ВЧ/Среда распространения|Среда распространения()]]</tt><math>)>E_{end}</math> | ||
########<math>s' \leftarrow</math><tt> [[Распространение радиоволн ВЧ/Вторичный источник при рейтрейсинге|Вторичный источник при рейтрейсинге]].Создать([[Распространение радиоволн ВЧ/Источник|<math>s_j</math>()]].Напряженность<math>(\omega_n,~\alpha_{\theta},~\alpha_{\varphi}</math>, Distance, [[Распространение радиоволн ВЧ/Геометрическая модель|G]].[[Распространение радиоволн ВЧ/Среда распространения|Среда распространения()]]<math>),~\alpha_{\theta},~\alpha_{\varphi},</math> Position, <math>t'</math>)</tt> | ########<math>s' \leftarrow</math><tt> [[Распространение радиоволн ВЧ/Вторичный источник при рейтрейсинге|Вторичный источник при рейтрейсинге]].Создать([[Распространение радиоволн ВЧ/Источник|<math>s_j</math>()]].Напряженность<math>(\omega_n,~\alpha_{\theta},~\alpha_{\varphi}</math>, Distance, [[Распространение радиоволн ВЧ/Геометрическая модель|G]].[[Распространение радиоволн ВЧ/Среда распространения|Среда распространения()]]<math>),~\alpha_{\theta},~\alpha_{\varphi},</math> Position, <math>t'</math>)</tt> | ||
########<math>\alpha_{\theta} \leftarrow</math><tt> [[Распространение радиоволн ВЧ/Вторичный источник при рейтрейсинге|<math>s'</math>()]].Получить зенит()</tt> | ########<math>\alpha_{\theta} \leftarrow</math><tt> [[Распространение радиоволн ВЧ/Вторичный источник при рейтрейсинге|<math>s'</math>()]].Получить зенит()</tt> | ||
########<math>\alpha_{\varphi} \leftarrow</math><tt> [[Распространение радиоволн ВЧ/Вторичный источник при рейтрейсинге|<math>s'</math>()]].Получить азимут()</tt> | ########<math>\alpha_{\varphi} \leftarrow</math><tt> [[Распространение радиоволн ВЧ/Вторичный источник при рейтрейсинге|<math>s'</math>()]].Получить азимут()</tt> | ||
########<math>s_j \leftarrow s'</math> | ########<math>s_j \leftarrow s'</math> | ||
########Переход на шаг 1.1.1.1.2.1. | ########Переход на шаг 1.1.1.1.2.1.4 | ||
#######<math>s_j \leftarrow s''</math> | #######<math>s_j \leftarrow s''</math> | ||
#######<math>\alpha_{\theta} \leftarrow \alpha_{\theta}'</math> | #######<math>\alpha_{\theta} \leftarrow \alpha_{\theta}'</math> |
Версия 23:59, 4 ноября 2016
Алгоритм
Идея последовательного приближения
Идея заключается в последовательном удвоении числа элементарных модельных экспериментов. Это продолжится до тех пор, пока результат текущего моделирования не приблизится к результату моделирования на предыдущей итерации:
, где
- - параметр моделирования, задаваемый пользователем.
Однако сравнение соседних итераций не дает достаточного условия на достижение заданной точности (основная причина этого - излучение по направлениям). Поэтому правильнее будет сравнивать итерации через одну, две и т.д.:
, где
- также будет задаваться пользователем.
- здесь - это параметр цикла, стоящего над циклами основной программы, .
При равномерном увеличении числа направлений излучения от первичного источника в два раза путем деления на 2 соответствующего шага по углу в процессе увеличения
, только каждое второе направление будет новым, т.е. не учитанным на предыдущих итерациях. Другая половина будет повторять эксперименты, уже выполненные ранее. Поэтому в цикл основной программы введено дополнительное условие для учета этих повторений.Шаги
по азимуту и по зениту источника являются функциями от направления либо постоянными.Угловой шаг дискретизации как функция ХН
Большинство современных вещательных систем используют панельные антенны с ограниченными углами раствора диаграммы направленности (ДН) в горизонтальной плоскости (до 120°) и очень малыми углами в вертикальной плоскости (до 20°). Соответственно, в таких системах происходит серьезное перераспределение излучаемой энергии в пространстве. Типичные коэффициенты усиления: 16-18 dBi. Поэтому одним из решений задачи оптимизации является использование динамического углового шага дискретизации
как функции от характеристики направленности источника., где
- - начальная частота дискретизации;
- - функция ХН;
- - азимутальный угол;
- - коэффициент девиации.
Инициализация геометрической модели
Перерасчет высот с учетом кривизны земли и рефракции радиоволн в тропосфере.
Входной параметр
пересчитывается в соответствии с формулой:, где
- - радиус Земли (км),
- - изменение коэффициента преломления с высотой.
- эквивалентный радиус Земли, где
- - расстояние до точки с высотой .
Основной цикл программы | Вариант 1
Предусловия
- входное описание среды распространения моделируемого поля, заданноеОсновное течение
- G.Набор источников()
- Если то ВЫХОД
- . ()Антенна().Тип антенны().Амплитудно-частотная характеристика()
- Если
- Если
- Position . ()Антенна().Позиция()
- Ray Создать луч(Position, )
- G.Множество отражающих объектов()
- Расстояние(Position, Координаты[Ray ])
.Множество отражающих поверхностей()
- Distance Расстояние(Position, Координаты[Ray ])
- G.Множество контрольных точек()
- Если .Область регистрации луча () Distance
- .Напряженность () , Расстояние(Position, .Позиция()), G.Среда распространения() ) .Зарегистрировать(
- Если .Область регистрации луча () Distance
- Если .Напряженность () , Distance, G.Среда распространения()
- Вторичный источник при рейтрейсинге.Создать(.Напряженность () , Distance, G.Среда распространения() Position, )
- Если
- Если
- Переход на шаг 2
Свойства алгоритма
Сложность
Возможности распараллеливания
Основной цикл программы | Вариант 2
Предусловия
- входное описание среды распространения моделируемого поля, заданноеОсновное течение
- G.Набор источников()
- . ()Антенна().Тип антенны().Амплитудно-частотная характеристика()
- Если
- Если
- Position . ()Антенна().Позиция()
- Ray Создать луч(Position, )
- G.Множество отражающих объектов()
- Расстояние(Position, Координаты[Ray ])
.Множество отражающих поверхностей()
- Distance Расстояние(Position, Координаты[Ray ])
- G.Множество контрольных точек()
- Если .Область регистрации луча () Distance
- .Напряженность () , Расстояние(Position, .Позиция()), G.Среда распространения() ) .Зарегистрировать(
- Если .Область регистрации луча () Distance
- Если .Напряженность () , Distance, G.Среда распространения()
- Вторичный источник при рейтрейсинге.Создать(.Напряженность () , Distance, G.Среда распространения() Position, )
- .Получить зенит() ()
- .Получить азимут() ()
- Переход на шаг 1.1.1.1.2.1.4
- Если
- Если
- . ()Антенна().Тип антенны().Амплитудно-частотная характеристика()
- ВЫХОД