基于圆柱抛物方程的城市环境电波预测模型

提出了一种三维实体重建技术与柱坐标抛物方程结合的城市环境电波传播预测方法。从数字地图中提取城市建筑物高程矢量数据,建立立体光刻文件的拓扑数据结构,将其转化为抛物方程模型对应的扇形栅格数据,实现城市建筑群的三维几何模型重构。同时结合聚类算法并利用城市影像信息对地表环境进行分类,对不同类型的地表媒质赋予不同电磁参数,实现真实城市环境下同时包含建筑物信息和地表媒质参数的一体化电磁建模。最后,采用分步傅里叶圆柱坐标系抛物方程法,对三维城市环境中电波的传播特性进行仿真分析。数值计算结果表明,相较于传统经验模型,该方法能够考虑电波的反射、折射和衍射效应,可准确预测真实城市环境下的电波传播规律,且具有较高计算效率。本模型可为无线网络规划、电磁频谱地图构建等提供指导。