Publicação: Análise da propagação troposférica sobre terrenos irregulares em VHF e UHF utilizando equações parabólicas e o desenvolvimento de um novo modelo híbrido para predição de perda de percurso
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES::TEORIA ELETROMAGNETICA, MICROONDAS, PROPAGACAO DE ONDAS, ANTENAS
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Resumo
Neste trabalho, é feita uma análise geral da propagação de ondas eletromagnéticas na troposfera sobre terrenos irregulares nas faixas VHF e UHF. Esse é o cenário das chamadas ondas terrestres, que compreendem boa parte dos serviços de telecomunicações mais difundidos na sociedade. A análise começa com conceitos de eletromagnetismo, passa por importantes aspectos de antenas e cobre a maioria dos mecanismos que afetam esse tipo de propagação, como: propagação no espaço livre, propagação sobre Terra plana e esférica, propagação na troposfera, difração em obstáculos e a propagação sobre terrenos irregulares. Além disso, o método das equações parabólicas é, detalhadamente, desenvolvido para a propagação nesse cenário e são realizados vários testes e comparações que comprovam seu funcionamento. Entretanto, esse método não é muito simples de se implementar de modo a considerar todos os aspectos da propagação como o terreno irregular, por exemplo. Por isso, um novo modelo de propagação híbrido é desenvolvido com o objetivo de aproveitar uma parte mais fácil do modelo de equações parabólicas e incorporá-la a um modelo simples de difração em gumes de faca: o modelo de Bullington. Desse modo, os efeitos das irregularidades do terreno são considerados explicitamente. Os resultados demonstram grande potencial do modelo desenvolvido e sua superioridade em relação a modelos difundidos como o da Recomendação ITU-R P. 1546.
Abstract
This work performs a general analysis on the propagation of electromagnetic waves through the troposphere over irregular terrain in the VHF and UHF bands. This is the main scenario of the so-called terrestrial waves, which comprise most of the widespread telecommunications services in society. The analysis begins with concepts of electromagnetics, passes through important aspects of antennas and covers most mechanisms that affects this type of propagation, such as: free-space propagation, propagation over flat and spherical Earth, Tropospheric propagation, diffraction over obstacles and propagation over irregular terrain. In addition, the parabolic equation method is developed in detail for propagation in this scenario and a number of tests and comparisons are performed to prove its operation. However, this method is intricate to implement in order to consider all aspects of propagation like the irregular terrain, for example. Therefore, a new hybrid propagation model is developed aiming to take advantage of an easier part of the parabolic equation model and combining it with the simple Bullington knife-edge diffraction model. In this case, the effects of terrain irregularities are considered explicitly. Results demonstrate the great potential of the developed model and its superiority compared to well known models such as the Recommendation of ITU-R P. 1546.
Palavras-chave
Bullington, Difração, Equações parabólicas, Terreno irregular, ITU-R P.1546, Propagação, Troposfera, Diffraction, Irregular terrain, Parabolic equation, Propagation, Troposphere
Citação
VASCONCELOS, L. S. Análise da propagação troposférica sobre terrenos irregulares em VHF e UHF utilizando equações parabólicas e o desenvolvimento de um novo modelo híbrido para predição de perda de percurso. 2017. 530 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017.