Stochastic model for pulsed radio transmission from horizontal antennas through stratified forests

Abstract

VI ÖZETÇE Bu tez UHF bandındaki haberleşme sinyallerinde ormanın ve diğer bitki örtülerinin etkilerini ortava çıkaracak bir rasal radyo dalga yayılımı modelini açıklamaktadır. Bu modele temel teşkil eden rassal elektromanvetik teorisi ormanı üstten hava ile, alttan toprak ile sınırlı düzlemsel, tabakalı, anisotropik, ayrık, rasgele ortamlı olarak düşünmektedir. Bu modele göre ağaç gövdeleri sonsuz uzunlukta, paralel, yuvarlak dielektrik silin dirler, dallar kısa silindirler, yapraklar ise düz, dairesel, dielektrik silindirler olarak alınmıştır. Yayılan radyo dalganın ortalama alan bileşeni, ayrık saçıcı gruplarının eşdeğer dielek trik sabitesinden elde edilenilebilinir. Elektrik dipol vericisi x-vönünde: ve ağaç gövdeleri or- tammdadır. Bu ortamdaki elektromanyetik alanları Hertz potansi yeli metoduyla ifade edilmiştir. Sınır değer problemi çözülerek ve asimtotik yöntem uygulanarak ortalama alanın esas bileşenle ri bulunmuştur: direkt dalga, yansıyan dalga ve yanal dalga. Eşdeğer devamlı ortamı karakterize eden eşdeğer diyadik dielektrik sabitesi lineer olduğundan, bu modeli herhangi bir modüle edilmiş dalga ile genelleştirmek için forier dönüşüm teknikleri kullanılmıştır.

IV ABSTRACT This thesis describes a stochastic radiowave propagation model useful for assesing the effects of forests and other on communication signals in the UHF band. The stochastic electromagnetic theory as the basis of this model considers the forest as a planar, anisotropic, discrete, random medium bounded above by air and below by ground, of randomly positioned and oriented canonical scaterers representing the principal forest constituents. The tree trunks are modelled as infinitely long, parallel, circular, dielectric cylinders; branches as short ones; leaves as flat, circular dielectric discs. A physically appealing representation for the mean (coherent) field component of the propagating radiowave has been obtained by recognizing that the ensemble of discrete scatterers can be replaced by an equivalent continous medium described by an effective dyadic permittivity The transmitting electric dipole is assumed to be located along the x-direction in the trunk understory. The Hertz potential approach is used to be obtain the electromagnetic fields in this region. The associated electromagnetic boundary-value is solved and the asymptotic evaluation method is used to identify the principal contributions to the mean field: the direct wave, thereflected vave and the lateral vave. The equivalent continuous jaedium characterised by the effective dyadic permittivity is linear so that Fourier transform techniques have been employed to generalise the model so that it accommodates arbitrarily modulted vaveforms.