图3-1. 第三教学楼第1、2、3、4、5层磁场强度分布图(东→西)
图3-2,第三教学楼第9层磁场强度分布图(由西向东)
通过计算,得到教三第1、2、3、4、5、9层的样本均值是64.79、65.74、64.32、58.35、60.40、57.20(dBm)。均值随着楼层的升高而逐渐变大,在第9层达到最大值。而样本的标准差分别是5.0066、4.3444、5.2289、5.1124、4.106、5.5175。
从图3-1可以明显看出,楼层越高,颜色越靠近红色,其中四楼的红色样本特别多,超过了样本数的一半,这个现象很奇怪。
本组成员大致推断原因可能有几点:1.教三四楼的buptm1信号较强,虽然wifi工作在2.4Ghz频段,于本次试验所选用的频段完全不同,但考虑到wifi路由器电路在工作的时候产生的电磁泄漏(可能性较小)。2.教三南侧是北邮家属区和校医院,建筑普遍较矮,四楼的高度恰好和家属区的建筑高度相近,可能是建筑物顶部对信号的散射通过窗户较多的进入了教三四层,使得四层的信号强度偏大(可能性较大)。3.教三电梯间隙性工作对信号产生的干扰(可能性较小)。
因为五层及以下和五层以上的楼层平面图并不完全相同,所以将第九层拿出来单独分析。可以看出九层的电磁场强度起伏明显,峰峰值较大,尤其在窗口和电梯附近强度起伏明显,在东南角的窗口处,场强达到最大值。合理猜测,由于,教三九楼地势较高,东南方向除远处今典花园等高楼遮挡,并没有较近的遮挡散射物体,故发射台可能在教三的东南方向。
通过观察和分析以上数据图表,可以知道室内墙壁、门和窗户甚至是电梯都对磁场有较大影响,表现为突变部分,教三电磁场强度的变化的总体趋势是位置越高强度越大,这和理论分析一致,较高处受到的建筑物阻隔较少,电磁波在越接近自由空间的介质中传播损耗越少。
C、主干道和小路的分布
教四学二之间小路以及垂直小路周围的环境较为复杂的,从Google Earth上可以看出周围大致的环境。图4是从卫星图上截取下来的图形,并在周围一些主要的地方加上了标注。
教四周围影响最大的高楼应该就是北边的学生宿舍楼了,这几栋楼都比教四高,对两条路上的附近电磁场造成较大的影响。南边有一个较大的广场,隔着广场是教三。虽然教三很高,但由于距离较远,估计对附近电磁场强度的衰减比较有限。东边隔着主干道的是教一楼、再往南的是主楼和教二楼,这些楼对教四周围的环境也有着一定的影响。西边是鸿通楼及学十三公寓,再往西则是学苑路,路公车流量较大,对无线信号的传播也造成了一定的影响。最后就是整个学校里都种满了树,在树叶开始发芽的季节里,估计电磁波传播的信道也会受此影响。
图4.北邮建筑物分布图
图5-1.主干道的磁场分布图
观察图5-1可以得到,主干道所在区域场强较小,起伏较大,且从第30个测量点开始,场强明显增大,波动明显。结合数据表发现,第30个测量点大约在学二附近,空间较小松林更为开阔,数目遮挡较少,人流量较大,这可能是造成场强增大波动加强的主要原因。
图5-2.主干道路口至主楼前广场附近磁场分布图
观察图5-2可以得到,主干道路口至主楼前广场附近所在区域场强较大,波动不明显。在第30个测量点到第40个测量点,有较高的强度平均值。结合测量数据可以知道,这段区域位
于教四教二前道路至毛主席像。这段区域,人流较为平稳,且环境空旷,有较多树木但属于高大乔木,对于人体高度的信号强度的衰落较茂密灌木小。
图5-3.教四和学二之间的小路磁场分布图
观察图5-3可以得到, 教四和学二之间小路的磁场强度普遍偏弱,而且起伏较小,可能的原因 :1.周围环境没有较大的变化,人流较少,道路两侧整齐的停着自行车,环境的整齐造成信号起伏较小。2.周围树木尤其是茂密的矮灌木较多,而且自行车较多,对信号的衰落产生较大的影响。
图5-4.学生公寓之间的小路磁场分布图
观察图5-4可以得到,垂直小路上中间的磁场强度非常强,且起伏较大,可能造成的原因:1:沿路经过了学一学二老式宿舍楼、种有乔木的小公园、高大现代的学三学四新宿舍楼以及若干个装满设备的电线杆,环境变化较大。2.学三学四体型较为高大,可能对电磁波产生了折射,第15至第 40个测量点的位置都处在学二和学四之间小公园的位置,猜测该电磁波的发射台应该在学四的南面,使得电磁波折射至小公园的位置。与从教三九楼推出的结果相近,可以合理猜测发射台在北邮的南偏东方向。
2、磁场强度统计分布
由于受到传播路径的诸多影响,磁场强度呈现波动特性,理论分析表明磁场强度值在一定区间内呈现高斯分布特性。针对实测数据,可得到磁场强度的统计分布,对该分布进行高斯拟合,得到了如图4所示的结果。
北京邮电大学电磁场与电磁波实验报告 - 图文
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