Radiosignaalin häviöiden arvioiminen ITU-R-P.528 etenemismallilla : Radioaaltojen sekä etenemismallin teoria ja implementointi ohjelmistoon

Abstract

Työn tarkoituksena on arvioida radiosignaaliin kohdistuvia häviöitä implementoimalla etenemismalli ITU-R-P.528 kohdeohjelmistoon. Tämän lisäksi tavoitteena on tarkastella etenemismallilla saatujen häviöiden mielekkyyttä vertailemalla tuloksia yleisesti tiedettyihin radiosignaalien ominaisuuksiin. Hyödynnettävä etenemismalli soveltuu maasta-ilmaan sekä ilmasta-ilmaan tilanteisiin, joissa lähettävä osapuoli on meren pinnasta mitattuna alempana kuin vastaanottava. Etenemismalli soveltuu horisontaalisesti polarisoiduille VHF-, UHF- ja SHF-signaaleille. Työn alussa esitellään ja käsitellään matemaattisesti radioaaltojen taustalla olevaa teoriaa. Teorian avulla pyritään selventämään, miksi tiettyjä approksimaatioita sekä eri etenemisteorioita radioaallolle on mielekästä käyttää. Tämän lisäksi esitetään radioaaltojen etenemiseen liittyviä käsitteitä, kuten etenemistapoja sekä radiosäteen kaartumista, koska ne ovat radioaaltojen mallintamisen kannalta erittäin oleellisia. Etenemismalli ITU-R-P.528 koostuu useammasta alamallista, joita käytetään tilannekohtaisesti riippuen siitä, mikä etenemistapa on tilanteessa dominoiva. Alamallien sisältö sekä niiden vaatimat parametrit ja muuttujat esitellään etenemismallia käsittelevissä osioissa. Työn implementointiosuudessa käsitellään alamallien vaatimien parametrien ja muuttujien muodostusta sekä päätöksentekoa alamallien valintaan liittyen. Etenemismallilla saatuja tuloksia tarkastellaan visualisoimalla häviöitä radiopeittojen sekä häviökäyrien avulla. Tulosten tarkastelussa osoittautuu, että etenemismallin antamat tulokset kuvaavat yleisesti tiedettyjä radioaallon etenemisen ominaisuuksia erittäin hyvin. Näin ollen saadut tulokset ovat mielekkäitä, vaikka niiden totuudenmukaisuutta, eli vertailua reaalimaailmassa tapahtuviin häviöihin, ei ollut tässä tapauksessa mahdollista suorittaa.