Hybride Zeitbereichsmethoden zur feldorientierten Berechnung zeitinvarianter Modelle von Funkkanälen in Gebäuden

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Im Rahmen der seit ca. 1980 platzgreifenden Miniaturisierung wird es immer interessanter, kostengünstige miniaturisierte Funkgeräte für verschiedene Kommunikationszwecke auch in Gebäuden einzusetzen. Zu erwähnen sind hier vor allem moderne Funktelefone, zunehmend werden aber auch auch Funkstrecken zur Datenübertragung in der Industrie wie auch in privaten Haushalten eingesetzt. Funkübertragung in Gebäuden ist keineswegs unkritisch. Neben gewollten und unbeabsichtigten elektromagnetischen Emissionen stört vor allem die Streuung des elektromagnetischen Feldes an verschiedenartigen Objekten, die in Gebäuden in hoher Dichte vorhanden sind. Der Funkkanal im Gebäude wird in der Arbeit definiert und seine Berechnung in Antennen- und Ausbreitungsproblem aufgeteilt. Rotationssymmetrische Sende- und Empfangsantennen können so unabhängig vom Ausbreitungsproblem simuliert werden. Für die Antennen- und Ausbreitungssimulation wird je ein hybrides Zeitbereichsverfahren vorgestellt. Homogene Gebiete werden dabei mit der schnellen Diskreten Wellengleichung behandelt, Diskontinuitäten mit dem Yee-Schema diskretisiert. Die Verfahren werden unter Verwendung diskreter Feldoperatoren hergeleitet und in bezug auf Dispersion und Genauigkeit untersucht. Absorbierende Randbedingungen werden eingeführt und analysiert. Zur Verifikation der Antennensimulationsverfahren wurden Simulationen für Dipolantennen, eine Disconeantenne und eine koaxial gespeiste Monopolantenne durchgeführt und mit Meßdaten bzw. im Fall der Dipolantenne mit Ergebnissen eines anderen Simulationsverfahrens verglichen. In zwei Testszenarien wurden Transmissionsfaktoren von Funkkanälen in Gebäuden berechnet und Meßergebnissen gegenübergestellt. Die Übereinstimmung ist im Rahmen der für diese kritischen Simulationen zu erwartenden Genauigkeit gut. Die vorgestellten Zeitbereichsverfahren gestatten die Berechnung von Funkkanalimpulsantworten mit sehr hoher Zeitauflösung, wie sie in Forschung und Entwicklung benötigt werden. In Zukunft werden Zeitbereichssimulationen für Funkkanäle immer attraktiver werden, besonders dann, wenn die in der Vergangenheit beobachtete Leistungssteigerung bei Kleincomputern anhält. Doch auch mit heutigen Computern werden angemessen kurze Rechenzeiten bei sehr guten Ergebnissen erreicht.
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Dokumententyp:
Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Fakultät / Institut:
Fakultät für Ingenieurwissenschaften » Elektrotechnik und Informationstechnik
Dewey Dezimal-Klassifikation:
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 620 Ingenieurwissenschaften
Stichwörter:
PML, shift operator formalism, antenna simulations, indoor propagation measurements, stability considerations, indoor propagation, time domain methods, ABCs, FDTD
Beitragender:
Prof. Dr.-Ing. Wolff, Ingo [Gutachter(in), Rezensent(in)]
Sprache:
Deutsch
Kollektion / Status:
Dissertationen / Dokument veröffentlicht
Datum der Promotion:
09.07.1998
Dokument erstellt am:
09.07.1998
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13.04.2007
Medientyp:
Text