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技術 電波遮蔽物の電波遮蔽損失及び位相を求めるために利用する数表の作成方法及びその数表、この数表を用いて電波遮蔽物の電波遮蔽損失及び位相を求める方法及びその装置。

出願人 エム・ディー・エス株式会社株式会社中国放送岡本義信株式会社ユニコーン
発明者 田中聡近藤寿志岡本義信中島勝幸小林秀雄
出願日 2011年3月31日 (9年8ヶ月経過) 出願番号 2011-078369
公開日 2012年11月1日 (8年1ヶ月経過) 公開番号 2012-213102
状態 拒絶査定
技術分野 伝送一般の監視、試験
主要キーワード 断面投影図 ツインタワー グリッド枠 遮蔽範囲 計算構造 数値表 基本表 摩天楼
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図面 (20)

課題

電波遮蔽物の形状が、複雑形状の建造物電波透過部を持った建造物、起伏の激しい凸凹を有している形状等の場合であっても、簡単かつ迅速に、電波遮蔽損失位相をほぼ正確に計算することが出来るとともに、一般的な技術として十分に実用が可能である電波遮蔽物の電波遮蔽損失及び位相を求めるために利用する数表及びその作成方法、電波遮蔽物の電波遮蔽損失及び位相を求める方法及びその装置を提供する。

解決手段

フレネル積分の絶対値、実数値虚数値真値)を示すグラフより、実数値と虚数値の数表を作成する。数表は、範囲を第一フレネルゾーン半径の3倍長とし、51×51のグリッド枠を設定する。この数表と同じ範囲で作成した電波遮蔽物の電波遮蔽投影図を実数値と虚数値の数表に重ね合わせ、それぞれのグリッドにおける透過率をそれぞれの数表の数値に乗じた後に全ての数値を加算する。実数値の合計と虚数値の合計との自乗和の平方根対数を取ることにより電波遮蔽損失を求める。

概要

背景

従来、電波伝搬路遮断する建造物山岳等の電波遮蔽物による電波遮蔽損失を求める場合には、「電波遮蔽物の高さ(ピーク)が、水平方向、且つ、電波の伝搬路(見通し線)に直交する方向に無限に継続して存在している」との条件の下に、フレネル積分を利用した遮蔽回析)計算により、図1に示すグラフやこの近似式数表によって、あるいは、この図1の元となっている図2に示す実数値虚数値をも示すグラフ又は、このグラフの近似式や数表によって計算していた。

図1は、フレネル回析グラフ、即ち、フレネル回析損(電波遮蔽損失)の絶対値(dB)を示すグラフで、縦軸は電波遮蔽損失の絶対値(dB)であり、横軸は電波遮蔽物の(見通し線からの)高さと第一フレネルゾーン半径S(m)との比(クリアランス)である。

なお、電波の送信点から電波遮蔽物までの距離をd1(m)、この電波遮蔽物から受信点までの距離をd2(m)、電波の波長をλ(m)とすると、第一フレネルゾーン半径S(m)は、下記の数式1で求められる。

このようにして求められる第一フレネルゾーン半径S(m)を用いて、この第一フレネルゾーン半径S(m)のk倍長の高さの電波遮蔽物による電波遮蔽損失の絶対値(dB)を図1から求めていた。

また、図2は、図1の元となった図であり、図1における電波遮蔽損失の絶対値(dB)の代わりに電波遮蔽損失の絶対値(真値)を示したグラフである。この図2において、横軸は図1と同様電波遮蔽物の高さと第一フレネルゾーン半径S(m)との比であり、縦軸は電波遮蔽損失の絶対値(真値)、及びこの電波遮蔽損失の絶対値の実数値(真値)、虚数値(真値)である。

ここで、電波遮蔽損失の絶対値(真値)をZ、実数値(真値)をR、虚数値(真値)をXとすると、下記数式2〜数式5が成立する。

図1から求めるのと同様に、式1により求められる第一フレネルゾーン半径S(m)を用いて、この第一フレネルゾーン半径S(m)のk倍長の高さの電波遮蔽物による電波遮蔽損失の絶対値(真値)Z、及びこの電波遮蔽損失の絶対値(真値)の実数値(真値)R、虚数値(真値)Xを図2から求めていた。

又、電波遮蔽物の電波遮蔽損失を求める他の方法としては、図2に示すグラフを数値化して用いた発明が特許文献1(特開平7−56894号公報)に開示されている。この発明では、図2を数値表から補間して電波遮蔽損失を求めている。しかしながら、この方法では、結果的には、「電波遮蔽物の高さ(ピーク)が、水平方向、且つ、電波の伝搬路(見通し線)に直交する方向に無限に継続して存在している」との条件を容認した上で成立している。

又、電波遮蔽損失を求めるその他の方法としては、非特許文献1にも開示されているように、上記第一フレネルゾーン半径Sの2倍程度の範囲を、グリッド状区分けするとともに、このグリッド枠内において、電波の通過するグリッド数加算して、およその電波遮蔽損失を算出する手法が学会に提案されている。

さらに、その他の方法としては、大型コンピュータを駆使して、極めて高度なベクトル積分やベクトル演算解析しながら電波遮蔽物の電波遮蔽損失を求める試みがなされている。これらの試みは、電波遮蔽物の形状を単純なモデル形状に置き換えて電波遮蔽損失を求める方法で、モデル形状ごとに、適切な計算式を選んで計算するように構成されている。

概要

電波遮蔽物の形状が、複雑形状の建造物、電波透過部を持った建造物、起伏の激しい凸凹を有している形状等の場合であっても、簡単かつ迅速に、電波遮蔽損失と位相をほぼ正確に計算することが出来るとともに、一般的な技術として十分に実用が可能である電波遮蔽物の電波遮蔽損失及び位相を求めるために利用する数表及びその作成方法、電波遮蔽物の電波遮蔽損失及び位相を求める方法及びその装置を提供する。フレネル積分の絶対値、実数値、虚数値(真値)を示すグラフより、実数値と虚数値の数表を作成する。数表は、範囲を第一フレネルゾーン半径の3倍長とし、51×51のグリッド枠を設定する。この数表と同じ範囲で作成した電波遮蔽物の電波遮蔽投影を実数値と虚数値の数表に重ね合わせ、それぞれのグリッドにおける透過率をそれぞれの数表の数値に乗じた後に全ての数値を加算する。実数値の合計と虚数値の合計との自乗和の平方根対数を取ることにより電波遮蔽損失を求める。

目的

本願発明は、上記のような問題点を鑑み、なされたもので、電波遮蔽物の形状が、複雑形状の建造物、鉄塔非常階段等のように電波透過部を有する建造物、山岳等のように、起伏の激しい凸凹を有している形状等の場合であっても、簡単かつ迅速に、電波遮蔽損失と位相をほぼ正確に計算することが出来るとともに、一般的な技術として十分に実用が可能である電波遮蔽物の電波遮蔽損失及び位相を求めるために利用する数表及びその作成方法、電波遮蔽物の電波遮蔽損失及び位相を求める方法及びその装置を提供することを目的としている。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

電波遮蔽物の高さと第一フレネルゾーン半径Sとの比と電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xとの関係を示すグラフを用いて、電波遮蔽物に対する電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求めるために使用する数表作成方法及びその数表、電波遮蔽物に対する電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値X及び位相θを求める方法及びその装置において、前記数表の縦方向の幅と横方向の幅は何れも前記第一フレネルゾーン半径Sのk倍長とし、前記数表のグリッド枠の基準となる仮定数をnとし、この仮定数nにより、縦方向のグリッドn個×横方向のグリッドn個=n×n=n2のグリッド数を有する前記グリッド枠を設定し、このグリッド枠内に、前記実数値Rの成分と前記虚数値(真値)Xの成分を、前記n2個のグリッドに分割した2つの数表(実数値Rの成分数表と虚数値(真値)Xの成分の数表)にそれぞれ表し、次いで、この数表に表されている前記n2個の全グリッドの数値加算して、前記グリッド枠内の全数の加算値総計)を求め、前記グリッド枠の上段あるいは下段から1行ずつ削除するとともに、この削除した行のグリッドの数値を加算した加算値(部分計)を求め、この加算値(部分計)を分子とし、前記加算値(総計)を分母として、前記加算値(部分計)を前記加算値(総計)で除算して、実数値基本表虚数値基本表の2つの数表をそれぞれ作成することを特徴とする電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求めるために使用する数表の作成方法。

請求項2

前記実数値基本表と前記虚数値基本表の2つの数表の縦方向の幅と横方向の幅は、いずれもk=3、即ち、前記第一フレネルゾーン半径Sの3倍長としたことを特徴とする請求項1に記載の電波遮蔽物に対する電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求めるために使用する数表の作成方法。

請求項3

前記仮定数nを51として、前記グリッド枠のグリッド数を2601としたことを特徴とする請求項1及び請求項2に記載の電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求めるために使用する数表の作成方法。

請求項4

数表のグリッド枠の基準となる仮定数をnとし、n×n=n2のグリッド数を有するグリッド枠と、このグリッド枠内に、電波遮蔽物の高さと第一フレネルゾーン半径Sとの比と電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xとの関係を示すグラフにおける前記実数値Rの成分と前記虚数値(真値)Xの成分を、前記n2個のグリッドに分割した2つの数表(実数値Rの成分数表と虚数値(真値)Xの成分の数表)にそれぞれ表す手段と、この2つの数表に表されている前記n2個の全グリッドの数値を加算して、前記グリッド枠内の全数の加算値(総計)を求める手段と、前記グリッド枠の上段あるいは下段から1行ずつ削除するとともに、この削除した行の加算値(部分計)を求める手段と、前記加算値(部分計)を前記加算値(総計)で除算して、実数値基本表と虚数値基本表の2つの数表をそれぞれ作成する手段と、を備えた数表作成部を有することを特徴とする電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求めるために利用する実数値基本表と虚数値基本表とからなる2つの数表。

請求項5

前記実数値基本表と前記虚数値基本表の2つの数表の縦方向の幅と横方向の幅は、いずれも前記第1フレネルゾーン半径Sの3倍長としたことを特徴とする請求項4に記載の電波遮蔽物に対する電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求めるために利用する実数値基本表と虚数値基本表とからなる2つの数表。

請求項6

前記実数値基本表と前記虚数値基本表の2つの数表は、前記仮定数nを51とし、前記グリッド枠のグリッド数を2601としたことを特徴とする請求項4及び請求項5に記載の電波遮蔽物に対する電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求めるために利用する実数値基本表と虚数値基本表とからなる2つの数表。

請求項7

電波遮蔽物の高さと第一フレネルゾーン半径Sとの比と電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xとの関係を示すグラフを用いて作成した数表を用いて、電波遮蔽物に対する電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求める方法において、前記数表の縦方向の幅と横方向の幅は何れも前記第一フレネルゾーン半径Sのk倍長とし、前記数表のグリッド枠の基準となる仮定数をnとし、この仮定数nにより、縦方向のグリッドn個×横方向のグリッドn個=n×n=n2のグリッド数を有する前記グリッド枠を設定し、このグリッド枠内に、前記実数値Rの成分と前記虚数値(真値)Xの成分を、前記n2個のグリッドに分割した2つの数表(実数値Rの成分数表と虚数値(真値)Xの成分の数表)にそれぞれ表し、次いで、この数表に表されている前記n2個の全グリッドの数値を加算して、前記グリッド枠内の全数の加算値(総計)を求め、前記グリッド枠の上段あるいは下段から1行ずつ削除するとともに、この削除した行のグリッドの数値を加算した加算値(部分計)を求め、この加算値(部分計)を分子とし、前記加算値(総計)を分母として、前記加算値(部分計)を前記加算値(総計)で除算して、実数値基本表と虚数値基本表の2つの数表をそれぞれ作成し、前記第一フレネルゾーン半径Sを基準とした前記電波遮蔽物の形状(電波伝搬路に直交する方向の断面図)の電波遮蔽投影図を、前記第一フレネルゾーン半径Sのp倍長の範囲まで描き、この電波遮蔽投影図を、前記数表のグリッド枠の外郭線幅まで比例配分縮小拡大して、前記グリッド枠に合わせ、この比例配分した前記電波遮蔽物の断面図上に、前記グリッド枠を上書きし、前記数表の実数値基本表において、前記電波遮蔽物によって遮蔽される各グリッドの数値に、前記電波遮蔽物が完全に電波を遮蔽している部分には、0を乗算し、電波透過性のある部分には、透過率0.1〜0.9のいずれかの数値を選定して乗算し、その後に前記グリッド枠内の各グリッドの数値を加算して電波遮蔽損失の実数値ΣRを求め、同様にして、前記数表の虚数値基本表から電波遮蔽損失の虚数値ΣXを求め、前記実数値ΣRと前記虚数値ΣXの自乗和の平方根対数を取ることにより電波遮蔽損失を求めることを特徴とする数表を用いて、電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求める方法。

請求項8

前記実数値基本表と前記虚数値基本表の2つの数表の縦方向の幅と横方向の幅は、いずれもk=3、即ち、前記第一フレネルゾーン半径Sの3倍長としたことを特徴とする請求項7に記載の数表を用いて、電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求める方法。

請求項9

前記仮定数nを51として、前記グリッド枠内のグリッド数を2601としたことを特徴とする請求項7及び請求項8のいずれかに記載の数表を用いて、電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求める方法。

請求項10

前記電波遮蔽投影図は、p=3、即ち、前記第一フレネルゾーン半径Sの3倍長の範囲まで描くことを特徴とする請求項7〜請求項9のいずれかに記載の数表を用いて、電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求める方法。

請求項11

電波遮蔽物の高さと第一フレネルゾーン半径Sとの比と電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xとの関係を示すグラフを用いて作成した数表を用いて、電波遮蔽物に対する電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求める装置において、前記数表のグリッド枠の基準となる仮定数をnとし、n×n=n2のグリッド数を有するグリッド枠と、このグリッド枠内に、電波遮蔽物の高さと第一フレネルゾーン半径Sとの比と電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xとの関係を示すグラフにおける前記実数値Rの成分と前記虚数値(真値)Xの成分を、前記n2個のグリッドに分割した2つの数表(実数値Rの成分数表と虚数値(真値)Xの成分の数表)にそれぞれ表す手段と、この2つの数表に表されている前記n2個の全グリッドの数値を加算して、前記グリッド枠内の全数の加算値(総計)を求める手段と、前記グリッド枠の上段あるいは下段から1行ずつ削除するとともに、この削除した行の加算値(部分計)を求める手段と、前記加算値(部分計)を前記加算値(総計)で除算して、実数値基本表と虚数値基本表の2つの数表をそれぞれ作成する手段と、前記第一フレネルゾーン半径Sを基準とした前記電波遮蔽物の形状(電波伝搬路に直交する方向の断面図)の電波遮蔽投影図を、前記第一フレネルゾーン半径Sのp倍長の範囲まで描画する手段と、この電波遮蔽投影図を、前記数表のグリッド枠に合わせるために、前記数表のグリッド枠の外郭線幅まで比例配分で縮小拡大する演算手段と、この比例配分した前記電波遮蔽物の断面図上に、前記グリッド枠を上書きする手段と、前記数表の実数値基本表において、前記電波遮蔽物によって遮蔽される各グリッドの数値に、前記電波遮蔽物が完全に電波を遮蔽している部分には、0を乗算し、電波透過性のある部分には、透過率0.1〜0.9のいずれかの数値を選定して乗算する手段と、その後に前記グリッド枠内の各グリッドの数値を加算して電波遮蔽損失の実数値ΣRを求める手段と、同様にして、前記数表の虚数値基本表から電波遮蔽損失の虚数値ΣXを求める手段と、前記実数値ΣRと前記虚数値ΣXの自乗和の平方根の対数を取ることにより電波遮蔽損失を求める演算手段と、を備えた電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求める装置を有することを特徴とする数表を用いて、電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求める装置。

請求項12

前記実数値基本表と前記虚数値基本表の2つの数表の縦方向の幅と横方向の幅は、いずれも前記第1フレネルゾーン半径Sの3倍長としたことを特徴とする請求項11に記載の数表を用いて、電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求める装置。

請求項13

前記電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求める装置は、前記仮定数nを51として、前記グリッド枠内のグリッド数を2601に設定する手段を有することを特徴とする請求項11及び請求項12のいずれかに記載の数表を用いて、電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求める装置。

請求項14

前記電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求める装置は、前記電波遮蔽投影図を、p=3、即ち、前記第一フレネルゾーン半径Sの3倍長の範囲まで描画する手段を有することを特徴とする請求項11〜請求項13のいずれかに記載の数表を用いて、電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求める装置。

請求項15

電波遮蔽物の高さと第一フレネルゾーン半径Sとの比と電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xとの関係を示すグラフを用いて作成した数表を用いて、電波遮蔽物に対する電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値X及び位相θを求める方法において、前記数表の縦方向の幅と横方向の幅は何れも前記第一フレネルゾーン半径Sのk倍長とし、前記数表のグリッド枠の基準となる仮定数をnとし、この仮定数nにより、縦方向のグリッドn個×横方向のグリッドn個=n×n=n2のグリッド数を有する前記グリッド枠を設定し、このグリッド枠内に、前記実数値Rの成分と前記虚数値(真値)Xの成分を、前記n2個のグリッドに分割した2つの数表(実数値Rの成分数表と虚数値(真値)Xの成分の数表)にそれぞれ表し、次いで、この数表に表されている前記n2個の全グリッドの数値を加算して、前記グリッド枠内の全数の加算値(総計)を求め、前記グリッド枠の上段あるいは下段から1行ずつ削除するとともに、この削除した行のグリッドの数値を加算した加算値(部分計)を求め、この加算値(部分計)を分子とし、前記加算値(総計)を分母として、前記加算値(部分計)を前記加算値(総計)で除算して、実数値基本表と虚数値基本表の2つの数表をそれぞれ作成し、前記第一フレネルゾーン半径Sを基準とした前記電波遮蔽物の形状(電波伝搬路に直交する方向の断面図)の電波遮蔽投影図を、前記第一フレネルゾーン半径Sのp倍長の範囲まで描き、この電波遮蔽投影図を、前記数表のグリッド枠の外郭線幅まで比例配分で縮小拡大して、前記グリッド枠に合わせ、この比例配分した前記電波遮蔽物の断面図上に、前記グリッド枠を上書きし、前記数表の実数値基本表において、前記電波遮蔽物によって遮蔽される各グリッドの数値に、前記電波遮蔽物が完全に電波を遮蔽している部分には、0を乗算し、電波透過性のある部分には、透過率0.1〜0.9のいずれかの数値を選定して乗算し、 その後に前記グリッド枠内の各グリッドの数値を加算して電波遮蔽損失の実数値ΣRを求め、同様にして、前記数表の虚数値基本表から電波遮蔽損失の虚数値ΣXを求め、前記実数値ΣRと前記虚数値ΣXの自乗和の平方根の対数を取ることにより電波遮蔽損失を求め、次いで、(前記虚数値ΣX/前記実数値ΣR)のアークタンジェントを計算することにより、伝搬する合成電波合成位相を求めることを特徴とする数表を用いて、電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値X及び位相θを求める方法。

請求項16

前記実数値基本表と前記虚数値基本表の2つの数表の縦方向の幅と横方向の幅は、いずれもk=3、即ち、前記第一フレネルゾーン半径Sの3倍長としたことを特徴とする請求項15に記載の数表を用いて、電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値X及び位相θを求める方法。

請求項17

前記仮定数nを51として、前記グリッド枠内のグリッド数を2601としたことを特徴とする請求項15及び請求項16のいずれかに記載の数表を用いて、電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値X及び位相θを求める方法。

請求項18

前記電波遮蔽投影図は、p=3、即ち、前記第一フレネルゾーン半径Sの3倍長の範囲まで描くことを特徴とする請求項15〜請求項17のいずれかに記載の数表を用いて、電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値X及び位相θを求める方法。

請求項19

電波遮蔽物の高さと第一フレネルゾーン半径Sとの比と電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xとの関係を示すグラフを用いて作成した数表を用いて、電波遮蔽物に対する電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値X及び位相θを求める装置において、前記数表のグリッド枠の基準となる仮定数をnとし、n×n=n2のグリッド数を有するグリッド枠と、このグリッド枠内に、電波遮蔽物の高さと第一フレネルゾーン半径Sとの比と電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xとの関係を示すグラフにおける前記実数値Rの成分と前記虚数値(真値)Xの成分を、前記n2個のグリッドに分割した2つの数表(実数値Rの成分数表と虚数値(真値)Xの成分の数表)にそれぞれ表す手段と、この2つの数表に表されている前記n2個の全グリッドの数値を加算して、前記グリッド枠内の全数の加算値(総計)を求める手段と、前記グリッド枠の上段あるいは下段から1行ずつ削除するとともに、この削除した行の加算値(部分計)を求める手段と、前記加算値(部分計)を前記加算値(総計)で除算して、実数値基本表と虚数値基本表の2つの数表をそれぞれ作成する手段と、前記第一フレネルゾーン半径Sを基準とした前記電波遮蔽物の形状(電波伝搬路に直交する方向の断面図)の電波遮蔽投影図を、前記第一フレネルゾーン半径Sのp倍長の範囲まで描画する手段と、この電波遮蔽投影図を、前記数表のグリッド枠に合わせるために、前記数表のグリッド枠の外郭線幅まで比例配分で縮小拡大する演算手段と、この比例配分した前記電波遮蔽物の断面図上に、前記グリッド枠を上書きする手段と、前記数表の実数値基本表において、前記電波遮蔽物によって遮蔽される各グリッドの数値に、前記電波遮蔽物が完全に電波を遮蔽している部分には、0を乗算し、電波透過性のある部分には、透過率0.1〜0.9のいずれかの数値を選定して乗算する手段と、その後に前記グリッド枠内の各グリッドの数値を加算して電波遮蔽損失の実数値ΣRを求める手段と、同様にして、前記数表の虚数値基本表から電波遮蔽損失の虚数値ΣXを求める手段と、前記実数値ΣRと前記虚数値ΣXの自乗和の平方根の対数を取ることにより電波遮蔽損失を求める演算手段と、次いで、(前記虚数値ΣX/前記実数値ΣR)のアークタンジェントを計算することにより、伝搬する合成電波の合成位相を求める手段と、を備えた電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求める装置を有することを特徴とする数表を用いて、電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値X及び位相θを求める装置。

請求項20

前記実数値基本表と前記虚数値基本表の2つの数表の縦方向の幅と横方向の幅は、いずれも前記第1フレネルゾーン半径Sの3倍長としたことを特徴とする請求項19に記載の数表を用いて、電波遮蔽物に対する電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値X及び位相θを求める装置。

請求項21

前記電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求める装置は、前記仮定数nを51として、前記グリッド枠内のグリッド数を2601に設定する手段を有することを特徴とする請求項19及び請求項20のいずれかに記載の数表を用いて、電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値X及び位相θを求める装置。

請求項22

前記電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求める装置は、前記電波遮蔽投影図を、p=3、即ち、前記第一フレネルゾーン半径Sの3倍長の範囲まで描画する手段を有することを特徴とする請求項19〜請求項21のいずれかに記載の数表を用いて、電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値X及び位相θを求める装置。

技術分野

0001

この発明は、第一フレネルゾーン半径S(m)を用いて電波伝搬路遮蔽する建造物、複雑な形状の建造物や凸凹の激しい山岳等の電波遮蔽物や電波の透過部を有する建造物等の電波遮蔽物の電波遮蔽損失及び位相を求めるために利用する数表実数値基本表及び虚数値基本表)を作成する方法及びその数表、この数表を用いて電波遮蔽物の電波遮蔽損失及び位相を求める方法及びそれらの装置に関するものである。

背景技術

0002

従来、電波の伝搬路を遮断する建造物や山岳等の電波遮蔽物による電波遮蔽損失を求める場合には、「電波遮蔽物の高さ(ピーク)が、水平方向、且つ、電波の伝搬路(見通し線)に直交する方向に無限に継続して存在している」との条件の下に、フレネル積分を利用した遮蔽(回析)計算により、図1に示すグラフやこの近似式や数表によって、あるいは、この図1の元となっている図2に示す実数値虚数値をも示すグラフ又は、このグラフの近似式や数表によって計算していた。

0003

図1は、フレネル回析グラフ、即ち、フレネル回析損(電波遮蔽損失)の絶対値(dB)を示すグラフで、縦軸は電波遮蔽損失の絶対値(dB)であり、横軸は電波遮蔽物の(見通し線からの)高さと第一フレネルゾーン半径S(m)との比(クリアランス)である。

0004

なお、電波の送信点から電波遮蔽物までの距離をd1(m)、この電波遮蔽物から受信点までの距離をd2(m)、電波の波長をλ(m)とすると、第一フレネルゾーン半径S(m)は、下記の数式1で求められる。

0005

0006

このようにして求められる第一フレネルゾーン半径S(m)を用いて、この第一フレネルゾーン半径S(m)のk倍長の高さの電波遮蔽物による電波遮蔽損失の絶対値(dB)を図1から求めていた。

0007

また、図2は、図1の元となった図であり、図1における電波遮蔽損失の絶対値(dB)の代わりに電波遮蔽損失の絶対値(真値)を示したグラフである。この図2において、横軸は図1と同様電波遮蔽物の高さと第一フレネルゾーン半径S(m)との比であり、縦軸は電波遮蔽損失の絶対値(真値)、及びこの電波遮蔽損失の絶対値の実数値(真値)、虚数値(真値)である。

0008

ここで、電波遮蔽損失の絶対値(真値)をZ、実数値(真値)をR、虚数値(真値)をXとすると、下記数式2〜数式5が成立する。

0009

0010

0011

0012

0013

図1から求めるのと同様に、式1により求められる第一フレネルゾーン半径S(m)を用いて、この第一フレネルゾーン半径S(m)のk倍長の高さの電波遮蔽物による電波遮蔽損失の絶対値(真値)Z、及びこの電波遮蔽損失の絶対値(真値)の実数値(真値)R、虚数値(真値)Xを図2から求めていた。

0014

又、電波遮蔽物の電波遮蔽損失を求める他の方法としては、図2に示すグラフを数値化して用いた発明が特許文献1(特開平7−56894号公報)に開示されている。この発明では、図2数値表から補間して電波遮蔽損失を求めている。しかしながら、この方法では、結果的には、「電波遮蔽物の高さ(ピーク)が、水平方向、且つ、電波の伝搬路(見通し線)に直交する方向に無限に継続して存在している」との条件を容認した上で成立している。

0015

又、電波遮蔽損失を求めるその他の方法としては、非特許文献1にも開示されているように、上記第一フレネルゾーン半径Sの2倍程度の範囲を、グリッド状区分けするとともに、このグリッド枠内において、電波の通過するグリッド数加算して、およその電波遮蔽損失を算出する手法が学会に提案されている。

0016

さらに、その他の方法としては、大型コンピュータを駆使して、極めて高度なベクトル積分やベクトル演算解析しながら電波遮蔽物の電波遮蔽損失を求める試みがなされている。これらの試みは、電波遮蔽物の形状を単純なモデル形状に置き換えて電波遮蔽損失を求める方法で、モデル形状ごとに、適切な計算式を選んで計算するように構成されている。

0017

特開平7−56894号公報。

先行技術

0018

2008年電子情報通信学会総合大会B−1−51建物遮蔽に起因する回折損失評価法の一考察。

発明が解決しようとする課題

0019

図1及び図2に示すグラフによる第1の方法の場合には、「電波遮蔽物の高さ(ピーク)が、水平方向、且つ、電波の伝搬路(見通し線)に直交する方向に無限に継続して存在している」との条件であるから、この条件を逸脱する部分で大きな誤差が発生するという大きな問題がある。

0020

特に、電波遮蔽物の電波遮蔽投影図が水平に無限に継続することはなく、例えば、電波遮蔽物の形状が曲線を含む形状の場合、斜めの断面を有する形状の場合、電波の透過部を有する形状の場合、非常に複雑な形状である場合、山岳等のように、起伏の激しい凸凹を有している形状の場合等では、正確な電波遮蔽損失と位相を計測することは、不可能であった。

0021

又、特開平7−56894号公報に記載の第2の方法の場合には、上記したように、結果的には、「電波遮蔽物の高さ(ピーク)が、水平方向、且つ、電波の伝搬路(見通し線)に直交する方向に無限に継続して存在している」との条件のもとに成立している方法であるから、上記と同様な問題がある。

0022

特に、第1の方法の場合と同様に、電波遮蔽物が、無限に水平ではない自由形状の建造物の場合、起伏の激しい凸凹を有している形状の場合、電波透過部を有する建造物等の場合等では、電波遮蔽損失を求める計算の計算構造が全く異なり、これらのような形状の電波遮蔽物の電波遮蔽損失や位相を計測することは不可能であった。

0023

又、第一フレネルゾーン半径Sの2倍程度の範囲を、グリッド状に区分けするとともに、このグリッド枠内において、電波の通過するグリッド数を加算して、およその電波遮蔽損失を算出する第3の方法の場合は、簡単ではあるが、精度が低く実用には至っていない。またこの方法では、電波透過部を有する電波遮蔽物の電波遮蔽損失と位相を求める事は不可能であった。

0024

又、大型コンピュータを駆使して、極めて高度なベクトル積分やベクトル演算を解析しながら電波遮蔽物の電波遮蔽損失を求める第4の方法の場合では、第1、第2の方法と同様に、電波遮蔽物が、一般に存在する複雑な形状の建造物、山岳等のように、起伏の激しい凸凹を有している形状、鉄塔非常階段等のように、電波の透過性のある部分を含んだ建造物の場合、電波遮蔽損失をほぼ正確に求める事は困難であった。

0025

このように、いずれの方法においても、電波遮蔽物の電波透過性を無視した上に、複雑な形状の電波遮蔽物を、単純なモデル形状に置き換えて、高度なベクトル積分を駆使した複雑な計算方法で電波遮蔽損失を求める方法では、(a)無限級数計算におけるコンピュータのオーバーフローの克服が困難である、(b)分子分母に虚数値が存在する複雑なベクトル計算をその都度、間違えずに繰り返し計算する際の計算ミスの克服が困難である(モデル化変換に無理がある場合が多い)、(c)電波遮蔽物の形状ごとに高度な技術者がモデル形状に置き換えて、その都度計算式を変更することが困難である、(d)極めて複雑なベクトル演算を重ねて計算したわりにはモデル化変換に無理があるため精度が低い、(e)半透過性のある電波遮蔽物には対応できていない、等の多くの問題点があり、実用化が困難であった。

0026

従って、電波遮蔽物が最近のデザイン性重視した複雑な形状の大型ビル、鉄塔や非常階段等のように電波透過部を有する建造物、及び、山岳等のように、起伏の激しい凸凹を有している形状等の場合についても、電波遮蔽損失や位相を簡単迅速に求める事ができる方法やその装置の開発が、長年強く求められていた。

0027

本願発明は、上記のような問題点を鑑み、なされたもので、電波遮蔽物の形状が、複雑形状の建造物、鉄塔や非常階段等のように電波透過部を有する建造物、山岳等のように、起伏の激しい凸凹を有している形状等の場合であっても、簡単かつ迅速に、電波遮蔽損失と位相をほぼ正確に計算することが出来るとともに、一般的な技術として十分に実用が可能である電波遮蔽物の電波遮蔽損失及び位相を求めるために利用する数表及びその作成方法、電波遮蔽物の電波遮蔽損失及び位相を求める方法及びその装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0028

請求項1に係る発明は、電波遮蔽物の高さと第一フレネルゾーン半径Sとの比と電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xとの関係を示すグラフを用いて、電波遮蔽物に対する電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求めるために使用する数表の作成方法及びその数表、電波遮蔽物に対する電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値X及び位相θを求める方法及びその装置において、数表の縦方向の幅と横方向の幅は何れも第一フレネルゾーン半径Sのk倍長とし、数表のグリッド枠の基準となる仮定数をnとし、この仮定数nにより、縦方向のグリッドn個×横方向のグリッドn個=n×n=n2のグリッド数を有する前記グリッド枠を設定し、このグリッド枠内に、実数値Rの成分と虚数値(真値)Xの成分を、n2個のグリッドに分割した2つの数表(実数値Rの成分数表と虚数値(真値)Xの成分の数表)にそれぞれ表し、次いで、この数表に表されているn2個の全グリッドの数値を加算して、グリッド枠内の全数の加算値総計)を求め、グリッド枠の上段あるいは下段から1行ずつ削除するとともに、この削除した行のグリッドの数値を加算した加算値(部分計)を求め、この加算値(部分計)を分子とし、加算値(総計)を分母として、加算値(部分計)を前記加算値(総計)で除算して、実数値基本表と虚数値基本表の2つの数表をそれぞれ作成する方法である。

0029

請求項2に係る発明は、請求項1に記載の発明において、実数値基本表と虚数値基本表の2つの数表の縦方向の幅と横方向の幅は、いずれもk=3、即ち、第一フレネルゾーン半径Sの3倍長としたものである。

0030

請求項3に係る発明は、請求項1及び請求項2に記載の発明において、仮定数nを51として、グリッド枠のグリッド数を2601としたものである。

0031

請求項4に係る発明は、数表のグリッド枠の基準となる仮定数をnとし、n×n=n2のグリッド数を有するグリッド枠と、このグリッド枠内に、電波遮蔽物の高さと第一フレネルゾーン半径Sとの比と電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xとの関係を示すグラフにおける実数値Rの成分と前記虚数値(真値)Xの成分を、n2個のグリッドに分割した2つの数表(実数値Rの成分数表と虚数値(真値)Xの成分の数表)にそれぞれ表す手段と、この2つの数表に表されているn2個の全グリッドの数値を加算して、グリッド枠内の全数の加算値(総計)を求める手段と、グリッド枠の上段あるいは下段から1行ずつ削除するとともに、この削除した行の加算値(部分計)を求める手段と、加算値(部分計)を加算値(総計)で除算して、実数値基本表と虚数値基本表の2つの数表をそれぞれ作成する手段と、を備えた数表作成部を有する電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求めるために利用する実数値基本表と虚数値基本表とからなる2つの数表である。

0032

請求項5に係る発明は、請求項4に記載の発明において、実数値基本表と虚数値基本表の2つの数表の縦方向の幅と横方向の幅は、いずれも第1フレネルゾーン半径Sの3倍長としたものである。

0033

請求項6に係る発明は、請求項4及び請求項5に記載の発明において、実数値基本表と虚数値基本表の2つの数表は、仮定数nを51とし、グリッド枠のグリッド数を2601としたものである。

0034

請求項7に係る発明は、電波遮蔽物の高さと第一フレネルゾーン半径Sとの比と電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xとの関係を示すグラフを用いて作成した数表を用いて、電波遮蔽物に対する電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求める方法において、数表の縦方向の幅と横方向の幅は何れも第一フレネルゾーン半径Sのk倍長とし、数表のグリッド枠の基準となる仮定数をnとし、この仮定数nにより、縦方向のグリッドn個×横方向のグリッドn個=n×n=n2のグリッド数を有するグリッド枠を設定し、このグリッド枠内に、実数値Rの成分と前記虚数値(真値)Xの成分を、n2個のグリッドに分割した2つの数表(実数値Rの成分数表と虚数値(真値)Xの成分の数表)にそれぞれ表し、次いで、この数表に表されているn2個の全グリッドの数値を加算して、グリッド枠内の全数の加算値(総計)を求め、グリッド枠の上段あるいは下段から1行ずつ削除するとともに、この削除した行のグリッドの数値を加算した加算値(部分計)を求め、この加算値(部分計)を分子とし、前記加算値(総計)を分母として、加算値(部分計)を加算値(総計)で除算して、実数値基本表と虚数値基本表の2つの数表をそれぞれ作成し、第一フレネルゾーン半径Sを基準とした電波遮蔽物の形状(電波伝搬路に直交する方向の断面図)の電波遮蔽投影図を、第一フレネルゾーン半径Sのp倍長の範囲まで描き、この電波遮蔽投影図を、数表のグリッド枠の外郭線幅まで比例配分縮小拡大して、グリッド枠に合わせ、この比例配分した電波遮蔽物の断面図上に、グリッド枠を上書きし、数表の実数値基本表において、電波遮蔽物によって遮蔽される各グリッドの数値に、電波遮蔽物が完全に電波を遮蔽している部分には、0を乗算し、電波透過性のある部分には、透過率0.1〜0.9のいずれかの数値を選定して乗算し、その後にグリッド枠内の各グリッドの数値を加算して電波遮蔽損失の実数値ΣRを求め、同様にして、数表の虚数値基本表から電波遮蔽損失の虚数値ΣXを求め、実数値ΣRと虚数値ΣXの自乗和の平方根対数を取ることにより電波遮蔽損失を求めるようにした数表を用いて、電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求める方法である。

0035

請求項8に係る発明は、請求項7に記載の発明において、実数値基本表と虚数値基本表の2つの数表の縦方向の幅と横方向の幅は、いずれもk=3、即ち、第一フレネルゾーン半径Sの3倍長としたものである。

0036

請求項9に係る発明は、請求項7及び請求項8に記載の発明において、仮定数nを51として、グリッド枠内のグリッド数を2601としたものである。

0037

請求項10に係る発明は、請求項7〜請求項9のいずれかに記載の発明において、電波遮蔽投影図は、p=3、即ち、第一フレネルゾーン半径Sの3倍長の範囲まで描いたものである。

0038

請求項11に係る発明は、電波遮蔽物の高さと第一フレネルゾーン半径Sとの比と電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xとの関係を示すグラフを用いて作成した数表を用いて、電波遮蔽物に対する電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求める装置において、数表のグリッド枠の基準となる仮定数をnとし、n×n=n2のグリッド数を有するグリッド枠と、このグリッド枠内に、電波遮蔽物の高さと第一フレネルゾーン半径Sとの比と電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xとの関係を示すグラフにおける実数値Rの成分と虚数値(真値)Xの成分を、n2個のグリッドに分割した2つの数表(実数値Rの成分数表と虚数値(真値)Xの成分の数表)にそれぞれ表す手段と、この2つの数表に表されているn2個の全グリッドの数値を加算して、グリッド枠内の全数の加算値(総計)を求める手段と、グリッド枠の上段あるいは下段から1行ずつ削除するとともに、この削除した行の加算値(部分計)を求める手段と、加算値(部分計)を加算値(総計)で除算して、実数値基本表と虚数値基本表の2つの数表をそれぞれ作成する手段と、第一フレネルゾーン半径Sを基準とした電波遮蔽物の形状(電波伝搬路に直交する方向の断面図)の電波遮蔽投影図を、第一フレネルゾーン半径Sのp倍長の範囲まで描画する手段と、この電波遮蔽投影図を、数表のグリッド枠に合わせるために、数表のグリッド枠の外郭線幅まで比例配分で縮小拡大する演算手段と、この比例配分した電波遮蔽物の断面図上に、グリッド枠を上書きする手段と、数表の実数値基本表において、電波遮蔽物によって遮蔽される各グリッドの数値に、電波遮蔽物が完全に電波を遮蔽している部分には、0を乗算し、電波透過性のある部分には、透過率0.1〜0.9のいずれかの数値を選定して乗算する手段と、その後にグリッド枠内の各グリッドの数値を加算して電波遮蔽損失の実数値ΣRを求める手段と、同様にして、数表の虚数値基本表から電波遮蔽損失の虚数値ΣXを求める手段と、実数値ΣRと虚数値ΣXの自乗和の平方根の対数を取ることにより電波遮蔽損失を求める演算手段とを備えた電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求める装置を備え、数表を用いて電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求める装置である。

0039

請求項12に係る発明は、請求項11に記載の発明において、実数値基本表と虚数値基本表の2つの数表の縦方向の幅と横方向の幅は、いずれも第1フレネルゾーン半径Sの3倍長としたものである。

0040

請求項13に係る発明は、請求項11及び請求項12に記載の発明において、電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求める装置は、仮定数nを51として、グリッド枠内のグリッド数を2601に設定する手段を有するものである。

0041

請求項14に係る発明は、請求項11〜請求項13のいずれかに記載の発明において、電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求める装置は、電波遮蔽投影図を、p=3、即ち、前記第一フレネルゾーン半径Sの3倍長の範囲まで描画する手段を有するものである。

0042

請求項15に係る発明は、電波遮蔽物の高さと第一フレネルゾーン半径Sとの比と電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xとの関係を示すグラフを用いて作成した数表を用いて、電波遮蔽物に対する電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値X及び位相θを求める方法において、数表の縦方向の幅と横方向の幅は何れも第一フレネルゾーン半径Sのk倍長とし、数表のグリッド枠の基準となる仮定数をnとし、この仮定数nにより、縦方向のグリッドn個×横方向のグリッドn個=n×n=n2のグリッド数を有するグリッド枠を設定し、このグリッド枠内に、実数値Rの成分と虚数値(真値)Xの成分を、n2個のグリッドに分割した2つの数表(実数値Rの成分数表と虚数値(真値)Xの成分の数表)にそれぞれ表し、次いで、この数表に表されているn2個の全グリッドの数値を加算して、グリッド枠内の全数の加算値(総計)を求め、グリッド枠の上段あるいは下段から1行ずつ削除するとともに、この削除した行のグリッドの数値を加算した加算値(部分計)を求め、この加算値(部分計)を分子とし、加算値(総計)を分母として、加算値(部分計)を加算値(総計)で除算して、実数値基本表と虚数値基本表の2つの数表をそれぞれ作成し、第一フレネルゾーン半径Sを基準とした前記電波遮蔽物の形状(電波伝搬路に直交する方向の断面図)の電波遮蔽投影図を、第一フレネルゾーン半径Sのp倍長の範囲まで描き、この電波遮蔽投影図を、数表のグリッド枠の外郭線幅まで比例配分で縮小拡大して、グリッド枠に合わせ、この比例配分した電波遮蔽物の断面図上に、グリッド枠を上書きし、数表の実数値基本表において、電波遮蔽物によって遮蔽される各グリッドの数値に、電波遮蔽物が完全に電波を遮蔽している部分には、0を乗算し、電波透過性のある部分には、透過率0.1〜0.9のいずれかの数値を選定して乗算し、その後にグリッド枠内の各グリッドの数値を加算して電波遮蔽損失の実数値ΣRを求め、同様にして、数表の虚数値基本表から電波遮蔽損失の虚数値ΣXを求め、実数値ΣRと虚数値ΣXの自乗和の平方根の対数を取ることにより電波遮蔽損失を求め、次いで、(虚数値ΣX/実数値ΣR)のアークタンジェントを計算することにより、伝搬する合成電波合成位相を求めた数表を用いて、電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値X及び位相θを求める方法である。

0043

請求項16に係る発明は、請求項15に記載の発明において、実数値基本表と虚数値基本表の2つの数表の縦方向の幅と横方向の幅は、いずれもk=3、即ち、第一フレネルゾーン半径Sの3倍長としたものである。

0044

請求項17に係る発明は、請求項15及び請求項16のいずれかに記載の発明において、仮定数nを51として、グリッド枠内のグリッド数を2601としたものである。

0045

請求項18に係る発明は、請求項15〜請求項17のいずれかに記載の発明において、電波遮蔽投影図は、p=3、即ち、第一フレネルゾーン半径Sの3倍長の範囲まで描くものである。

0046

請求項19に係る発明は、電波遮蔽物の高さと第一フレネルゾーン半径Sとの比と電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xとの関係を示すグラフを用いて作成した数表を用いて、電波遮蔽物に対する電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値X及び位相θを求める装置において、数表のグリッド枠の基準となる仮定数をnとし、n×n=n2のグリッド数を有するグリッド枠と、このグリッド枠内に、電波遮蔽物の高さと第一フレネルゾーン半径Sとの比と電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xとの関係を示すグラフにおける実数値Rの成分と虚数値(真値)Xの成分を、n2個のグリッドに分割した2つの数表(実数値Rの成分数表と虚数値(真値)Xの成分の数表)にそれぞれ表す手段と、この2つの数表に表されているn2個の全グリッドの数値を加算して、グリッド枠内の全数の加算値(総計)を求める手段と、グリッド枠の上段あるいは下段から1行ずつ削除するとともに、この削除した行の加算値(部分計)を求める手段と、加算値(部分計)を加算値(総計)で除算して、実数値基本表と虚数値基本表の2つの数表をそれぞれ作成する手段と、第一フレネルゾーン半径Sを基準とした電波遮蔽物の形状(電波伝搬路に直交する方向の断面図)の電波遮蔽投影図を、第一フレネルゾーン半径Sのp倍長の範囲まで描画する手段と、この電波遮蔽投影図を、数表のグリッド枠に合わせるために、数表のグリッド枠の外郭線幅まで比例配分で縮小拡大する演算手段と、この比例配分した電波遮蔽物の断面図上に、グリッド枠を上書きする手段と、数表の実数値基本表において、電波遮蔽物によって遮蔽される各グリッドの数値に、電波遮蔽物が完全に電波を遮蔽している部分には、0を乗算し、電波透過性のある部分には、透過率0.1〜0.9のいずれかの数値を選定して乗算する手段と、その後にグリッド枠内の各グリッドの数値を加算して電波遮蔽損失の実数値ΣRを求める手段と、同様にして、数表の虚数値基本表から電波遮蔽損失の虚数値ΣXを求める手段と、実数値ΣRと虚数値ΣXの自乗和の平方根の対数を取ることにより電波遮蔽損失を求める演算手段と、次いで、(虚数値ΣX/実数値ΣR)のアークタンジェントを計算することにより、伝搬する合成電波の合成位相を求める手段を備えた電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求める装置を有する数表を用いて、電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値X及び位相θを求める装置である。

0047

請求項20に係る発明は、請求項19に記載の発明において、実数値基本表と虚数値基本表の2つの数表の縦方向の幅と横方向の幅は、いずれも第1フレネルゾーン半径Sの3倍長としたものである。

0048

請求項21に係る発明は、請求項19及び請求項20のいずれかに記載の発明において、電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求める装置は、仮定数nを51として、グリッド枠内のグリッド数を2601に設定する手段を有するものである。

0049

請求項22に係る発明は、請求項19〜請求項21のいずれかに記載の発明において、電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求める装置は、電波遮蔽投影図を、p=3、即ち、第一フレネルゾーン半径Sの3倍長の範囲まで描画する手段を有するものである。

発明の効果

0050

本願発明は、このように構成したので、電波の受信点が、複数の電波遮蔽物によって多重電波障害を受ける場合、電波遮蔽物の位相を考慮した電波遮蔽損失をそれぞれ電波遮蔽物毎に求め、求めたこれらの電波遮蔽損失をベクトル加算することにより、受信点における総電波遮蔽損失を簡単にほぼ正確に求めることができる。

0051

又、手元にコンピュータが無い場合でも、本願発明の図3に示す実数値基本表と図4に示す虚数値基本表が手元にあれば、電波遮蔽損失(dB)は、筆算で計算することもできる。

0052

さらに、この発明の数表と計算装置を使えば、例えば、重要無線回線を遮蔽するようなビルを設計する場合に、敷地内のビルの位置や形状等を設計段階で検討する事が可能になり、ビルによる電波障害を未然に防ぐ事が可能になる。

0053

又、放送分野では、難視聴世帯を少なくするための手段を事前に検討する事が可能となり、難視聴世帯数を可能な限り減少することが出来るとともに、事前に難視聴地域への補償対策を検討する事が可能になる。

0054

重要無線回線を新設する側においても安定した無線回線を設計する事が可能になる。又、パトカー消防車携帯電話、その他の移動体通信においては、難視聴地域を事前に調べる事ができて、難視聴回避地点を事前に上で検討しておく事も可能となる。

0055

又、凸凹の激しい山岳を越えて無線回線を設計する場合には、従来よりも正確に山岳による電波遮蔽損を計算することができる。

図面の簡単な説明

0056

従来例を示すもので、電波遮蔽損失の絶対値(dB)を示すフレネル回折損(dB表示)を示すグラフである。
従来例を示すもので、フレネル積分の絶対値、実数値、虚数値(真値)を示すグラフである。
この発明の実施例を示すもので、本願発明による10,000倍数値のグリッド数51×51=2601のグリッド枠を持つ実数値基本表である。
この発明の実施例を示すもので、本願発明による10,000倍数値のグリッド数51×51=2601のグリッド枠を持つ虚数値基本表である。
この発明の実施例を示すもので、数表(実数値基本表及び虚数値基本表)による計算結果例で、数表枠の全てを全遮蔽した場合及び第一フレネルゾーン半径Sの3倍円を示す。
この発明の実施例を示すもので、数表(実数値基本表及び虚数値基本表)による計算結果例で、図5−1より遮蔽範囲を狭めた状態及びその時の電波遮蔽損失をマイナス値で示す図である。なお、プラス値は電波遮蔽物によって受信電界が上昇する場合を示している。
この発明の実施例を示すもので、数表(実数値基本表及び虚数値基本表)による計算結果例で、図5−2より遮蔽範囲を狭めた状態及びその時の電波遮蔽損失をマイナス値で示す図である。なお、プラス値は電波遮蔽物によって受信電界が上昇する場合を示している。
この発明の実施例を示すもので、数表(実数値基本表及び虚数値基本表)による計算結果例で、図5−3より遮蔽範囲を狭めた状態及びその時の電波遮蔽損失をマイナス値で示す図である。なお、プラス値は電波遮蔽物によって受信電界が上昇する場合を示している。
この発明の実施例を示すもので、数表(実数値基本表及び虚数値基本表)による計算結果例で、図5−4より遮蔽範囲を狭めた状態及びその時の電波遮蔽損失をマイナス値で示す図である。なお、プラス値は電波遮蔽物によって受信電界が上昇する場合を示している。
この発明の実施例を示すもので、数表(実数値基本表及び虚数値基本表)による計算結果例で、図5−5より遮蔽範囲を狭めた状態及びその時の電波遮蔽損失をマイナス値で示す図である。なお、プラス値は電波遮蔽物によって受信電界が上昇する場合を示している。
この発明の実施例を示すもので、数表(実数値基本表及び虚数値基本表)による計算結果例で、図5−6より遮蔽範囲を狭めた状態及びその時の電波遮蔽損失をマイナス値で示す図である。なお、プラス値は電波遮蔽物によって受信電界が上昇する場合を示している。
この発明の実施例を示すもので、数表(実数値基本表及び虚数値基本表)による計算結果例で、図5−7より遮蔽範囲を狭めた状態及びその時の電波遮蔽損失をマイナス値で示す図である。なお、プラス値は電波遮蔽物によって受信電界が上昇する場合を示している。
この発明の実施例を示すもので、数表(実数値基本表及び虚数値基本表)による計算結果例で、複雑形状の電波遮蔽物における電波遮蔽損失をマイナス値で示す図である。
この発明の実施例を示すもので、数表(実数値基本表及び虚数値基本表)による計算結果例で、他の複雑形状の電波遮蔽物における電波遮蔽損失をマイナス値で示す図である。
この発明の実施例を示すもので、数表(実数値基本表及び虚数値基本表)による計算結果例で、さらに他の複雑形状の電波遮蔽物における電波遮蔽損失をマイナス値で示す図である。
この発明の実施例を示すもので、数表(実数値基本表及び虚数値基本表)による計算結果例で、さらに他の複雑形状の電波遮蔽物における電波遮蔽損失をマイナス値で示す図である。
この発明の実施例を示すもので、数表(実数値基本表及び虚数値基本表)による計算結果例で、さらに他の複雑形状の電波遮蔽物における電波遮蔽損失をマイナス値で示す図である。
この発明の実施例を示すもので、数表(実数値基本表及び虚数値基本表)による計算結果例で、さらに他の複雑形状の電波遮蔽物における電波遮蔽損失をマイナス値で示す図である。
この発明の実施例を示すもので、数表(実数値基本表及び虚数値基本表)による計算結果例で、さらに他の複雑形状の電波遮蔽物における電波遮蔽損失をマイナス値で示す図である。
この発明の実施例を示すもので、数表(実数値基本表及び虚数値基本表)による計算結果例で、さらに他の複雑形状の電波遮蔽物における電波遮蔽損失をマイナス値で示す図である。
この発明の実施例を示すもので、透過部を有し、複雑な形状の電波遮蔽物における電波遮蔽損失をマイナス値で示す図である。
この発明の実施例を示すもので、透過部を有し、複雑な形状の電波遮蔽物における電波遮蔽損失をマイナス値で示す図である。
この発明の実施例を示すもので、透過部を有し、複雑な形状の電波遮蔽物における電波遮蔽損失をマイナス値で示す図である。
この発明の実施例を示すもので、透過部を有する複雑な形状の電波遮蔽物における電波遮蔽損失をマイナス値で示す図である。
この発明の実施例を示すもので、透過部を有する複雑な形状の電波遮蔽物における電波遮蔽損失をマイナス値で示す図である。
この発明の実施例を示すもので、透過部を有する複雑な形状の電波遮蔽物における電波遮蔽損失をマイナス値で示す図である。
この発明の実施例を示すもので、透過部を有する複雑な形状の電波遮蔽物における電波遮蔽損失をマイナス値で示す図である。
この発明の実施例を示すもので、透過部を有する複雑な形状の電波遮蔽物における電波遮蔽損失をマイナス値で示す図である。
この発明の実施例を示すもので、電波遮蔽物が単純矩形型ビルのビル幅を順次狭めた場合の電波遮蔽エリア図である。
この発明の実施例を示すもので、電波遮蔽物が単純矩形型ビルのビル幅を図6−1より狭めた場合の電波遮蔽エリア図である。
この発明の実施例を示すもので、電波遮蔽物が単純矩形型ビルのビル幅を図6−2より狭めた場合の電波遮蔽エリア図である。
この発明の実施例を示すもので、電波遮蔽物が京都タワー型建造物の場合を示す図である。
この発明の実施例を示すもので、電波遮蔽物の片側が曲線的に湾曲したビルの場合を示す図である。
この発明の実施例を示すもので、電波遮蔽物がツインタワーの場合を示す図である。
この発明の実施例を示すもので、電波遮蔽物が逆三角形の空間を持った三角屋根仮想ビルの場合を示す図である。
この発明の実施例を示すもので、電波遮蔽物の屋上に鉄塔が存在した場合の鉄塔部の透過率を考慮した場合を示す図である。
この発明の実施例を示すもので、電波遮蔽物の屋上に鉄塔が存在した場合の鉄塔部の透過率を考慮した場合を示す図である。
この発明の実施例を示すもので、電波遮蔽物の屋上に鉄塔が存在した場合の鉄塔部の透過率を考慮した場合を示す図である。
この発明の実施例を示すもので、電波遮蔽物をベイタウンビルとした場合の電波エリア計算プログラムを使用した結果を示す図である。
この発明の実施例を示すもので、電波遮蔽物をベイウイングビルとした場合の電波エリア計算プログラムを使用した結果を示す図である。
この発明の実施例を示すもので、電波遮蔽物を中電宇品ビルとした場合の電波エリア計算プログラムを使用した結果を示す図である。
この発明の実施例を示すもので、電波遮蔽物をベイタウンビルとした時に、実際に電波受信強度の測定をした時の結果を示す図である。
この発明の実施例を示すもので、電波遮蔽物をベイタウンビルとした時に、別の地点で実際に電波受信強度の測定をした時の結果を示す図である。
この発明の実施例を示すもので、電波遮蔽物をベイタウンビルとした時に、さらに別の地点で実際に電波受信強度の測定をした時の結果を示す図である。
この発明の実施例を示すもので、電波遮蔽物をベイタウンビルとした時に、さらに別の地点で実際に電波受信強度の測定をした時の結果を示す図である。
この発明の実施例を示すもので、電波遮蔽物をベイタウンビルとした時に、さらに別の地点で実際に電波受信強度の測定をした時の結果を示す図である。
この発明の実施例を示すもので、電波遮蔽物をベイウイングビルした時に、実際に電波受信強度の測定をした時の結果を示す図である。
この発明の実施例を示すもので、電波遮蔽物をベイウイングビルした時に、別の地点で実際に電波受信強度の測定をした時の結果を示す図である。
この発明の実施例を示すもので、電波遮蔽物をベイウイングビルした時に、さらに別の地点で実際に電波受信強度の測定をした時の結果を示す図である。
この発明の実施例を示すもので、電波遮蔽物をベイウイングビルした時に、さらに別の地点で実際に電波受信強度の測定をした時の結果を示す図である。
この発明の実施例を示すもので、電波遮蔽物を中電宇品ビルとした時に、実際に電波受信強度の測定をした時の結果を示す図である。
この発明の実施例を示すもので、電波遮蔽物を中電宇品ビルとした時に、別の地点で実際に電波受信強度の測定をした時の結果を示す図である。
この発明の実施例を示すもので、電波遮蔽物を中電宇品ビルとした時に、さらに別の地点で実際に電波受信強度の測定をした時の結果を示す図である。
この発明の実施例を示すもので、電波遮蔽物を中電宇品ビルとした時に、さらに別の地点で実際に電波受信強度の測定をした時の結果を示す図である。
この発明の実施例を示すもので、電波遮蔽物を中電宇品ビルとした時に、さらに別の地点で実際に電波受信強度の測定をした時の結果を示す図である。
この発明の実施例を示すもので、この発明による数表を作成する数表作成部1のブロック図である。
この発明の実施例を示すもので、この発明による数表を用いて、電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求める装置10のブロック図である。

0057

電波遮蔽物の高さと第一フレネルゾーン半径Sとの比と電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xとの関係を示すグラフを用いて作成した数表を用いて、電波遮蔽物に対する電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値X及び位相θを求める方法において、
数表の縦方向の幅と横方向の幅は何れも第一フレネルゾーン半径Sのk倍長とし、数表のグリッド枠の基準となる仮定数をnとし、この仮定数nにより、縦方向のグリッドn個×横方向のグリッドn個=n×n=n2のグリッド数を有する前記グリッド枠を設定する。

0058

次いで、このグリッド枠内に、実数値Rの成分と虚数値(真値)Xの成分を、n2個のグリッドに分割した2つの数表(実数値Rの成分数表と虚数値(真値)Xの成分の数表)にそれぞれ表す。この数表に表されているn2個の全グリッドの数値を加算して、グリッド枠内の全数の加算値(総計)を求め、さらに、グリッド枠の上段あるいは下段から1行ずつ削除するとともに、この削除した行のグリッドの数値を加算した加算値(部分計)を求める。

0059

この加算値(部分計)を分子とし、前記加算値(総計)を分母として、前記加算値(部分計)を前記加算値(総計)で除算して、実数値基本表と虚数値基本表の2つの数表をそれぞれ作成し、第一フレネルゾーン半径Sを基準とした電波遮蔽物の形状(電波伝搬路に直交する方向の断面図)の電波遮蔽投影図を、第一フレネルゾーン半径Sのp倍長の範囲まで描き、この電波遮蔽投影図を、数表のグリッド枠の外郭線幅まで比例配分で縮小拡大して、グリッド枠に合わせ、この比例配分した電波遮蔽物の断面図上に、グリッド枠を上書きする。

0060

数表の実数値基本表において、電波遮蔽物によって遮蔽される各グリッドの数値に、電波遮蔽物が完全に電波を遮蔽している部分には、0を乗算し、電波透過性のある部分には、透過率0.1〜0.9のいずれかの数値を選定して乗算し、その後にグリッド枠内の各グリッドの数値を加算して電波遮蔽損失の実数値ΣRを求める。

0061

同様にして、数表の虚数値基本表から電波遮蔽損失の虚数値ΣXを求め、実数値ΣRと虚数値ΣXの自乗和の平方根の対数を取ることにより電波遮蔽損失を求め、次いで、(虚数値ΣX/実数値ΣR)のアークタンジェントを計算することにより、伝搬する合成電波の合成位相を求める。

0062

この発明の実施例を、図1図4図9に基づいて詳細に説明する。
まず、電波遮蔽損失の絶対値(真値)Z、実数値(真値)R、虚数値(真値)Xを求める際に利用するこの発明の数表(実数値基本表と虚数値基本表)を作成する方法について説明する。この数表は、従来例で示した図2より求めるので、図2までの理論説明は省略する。また、この実施例1以降の実施例でも、この数表を作成する際には同様に図2より求めるので、図2までの理論説明は省略する。

0063

図3は、この発明による数表(実数値基本表)の実施例を示すもので、本願発明による10,000倍数値のグリッド数51×51=2601のグリッド枠を持つ実数値基本表である。図4は、この発明による数表(虚数値基本表)の実施例を示すもので、本願発明による10,000倍数値のグリッド数51×51=2601のグリッド枠を持つ虚数値基本表である。

0064

図9は、この発明による数表を作成するための数表作成部1のブロック図で、フレネル積分の絶対値、実数値、虚数値(真値)を示すグラフを作成するグラフ作成部2、この発明による2つの数表(実数値基本表及び虚数値基本表)のグリッド枠を設定するグリッド枠設定部3、3a、このグリッド枠設定部3、3aにより設定されたグリッド枠内における各種の計算を行うグリッド枠内計算部4、4a、図4に示す2つの数表(実数値基本表及び虚数値基本表)を作成する基本表作成部5、5aにより構成されている。

0065

まず、図9に示すように、グラフ作成部2において、後述するように、この実施例では、第一フレネルゾーン半径Sの3倍長(即ち、k=3)として、図2に示すフレネル積分の絶対値、実数値、虚数値(真値)を示すグラフを作成する。

0066

そして、図9に示すように、この発明の実施例では、グリッド枠設定部3、3aにおいて、数表のグリッド枠(縦グリッド数×横グリッド数)を定めるための仮定数nを51と定める。

0067

次いで、グリッド枠内計算部4、4aにおいて、以下に述べる各種の計算を行う。即ち、この仮定数(n=51)を基準とする全グリッド数が、51×51=2601となるグリッド枠となる。

0068

このグリッド枠内に、図2に示す電波遮蔽損失の絶対値(真値)Z、実数値(真値)R、虚数値(真値)Xの内、実数値(真値)Rの成分(以下、単にR成分と記す。)と虚数値(真値)Xの成分(以下、単にX成分と記す。)を、グリッド数2601個のグリッドに分割した2つの数表(R成分の数表とX成分の数表)にそれぞれ表す。

0069

次いで、この数表に表されている2601個の全グリッドの数値を加算して、グリッド枠内の全グリッド数の加算値(総計)を求め、次いで、このグリッド枠の上段あるいは下段から1行ずつ削除するとともに、この削除した行の加算値(部分計)を求める。

0070

次いで、加算値(部分計)を分子とし、加算値(総計)を分母として除算し、図3に示す実数値基本表と図4に示す虚数値基本表の2つの数表を、基本表作成部5、5aにおいて、それぞれ作成する。

0071

このようにして数表作成部1により作成した数表(実数値基本表と虚数値基本表)は、図2に示す電波遮蔽損失の絶対値、実数値、虚数値(真値)に近い値となる。

0072

なお、この実施例では、便宜上、上記したように、数表のグリッド枠(縦グリッド数×横グリッド数)を定めるための仮定数nを51と定めたので、そのグリッド数は、51×51=2601となるが、仮定数n及びグリッド数はこの数値に限定されるものではなく、仮定数n及びグリッド数としては、例えば、30×30=900であっても、又、100×100=10,000であっても良い。

0073

なお、この実施例で、仮定数nを50ではなく51とした理由は、数表の縦横中心枠の数値を表示するためであって、仮定数nを50にすると、グリッド数は50×50=2500となる。しかし、この場合には、中心枠のグリッドの数値が分からないまま中心部4個の数値が同じになるためである。

0074

又、数表の仮定数n及びグリッド数を大きな値にすればするほど計算精度は高くなるが、コンピュータの計算速度は遅くなる。

0075

そこで、発明者等は、種々の仮定数n及びグリッド数を設定して数多くの実験を試みた結果、実用的な見地から、仮定数nを51とし、そのグリッド数が、51×51=2601となる値がグリッド枠として最適であった。

0076

ここで、図3に示す実数値基本表と図4に示す虚数値基本表の2つの数表は、いずれも横幅縦幅共に第一フレネルゾーン半径Sの3倍長(仮定数で一般にk倍長とする)に対応するように作成されている。

0077

これは、図2に示すように、第一フレネルゾーン半径Sの3倍長(即ち、k=3)だけ電波伝搬路(見通し線)が、電波遮蔽物の上(横軸(クリアランス値)=−3)であれば、電波遮蔽物は存在しない状態に近いとみなせる。また、第一フレネルゾーン半径Sの3倍長だけ電波伝搬路が、電波遮蔽物の下(横軸(クリアランス値)=+3)であれば、完全遮蔽状態とみなせる事から、第一フレネルゾーン半径Sの3倍長のグリッド枠が最適であると判断した。

0078

なお、第一フレネルゾーン半径Sの3倍長に限定されるものではなく、4倍長であっても、5倍長であっても良く、又、それ以上あるいは以下であっても良い。基本的には、第一フレネルゾーン半径Sのk倍長であれば良い。

0079

上記のようにして作成した2つの数表を用いて、実際に電波遮蔽損失を求める方法について、図3図4、図5−1〜図5−24、図9図10に基づいて、詳細に説明する。

0080

図10は、この発明による数表を用いて、電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求める装置10のブロック図で、電波遮蔽投影図作成部11、電波透過率設定部12、電波遮蔽投影図/基本表合成・演算部13、13a、電波遮蔽損失/合成位相演算部14、出力部15により構成されている。

0081

電波遮蔽投影図作成部11では、建造物や山岳等の電波遮蔽物の形状(電波伝搬路に直交する方向の断面図)や電波遮蔽物の存在する地点を中心とする第一フレネルゾーン半径Sの計算等の電波遮蔽投影図を作成するために必要なデータを作成する。電波透過率設定部12では、電波遮蔽物の電波透過率を選定して設定する。

0082

電波遮蔽投影図/基本表合成・演算部13では、図9に示す数表作成部1からの数表データ1a、1bと、電波遮蔽投影図作成部11からのデータと、電波透過率設定部12からのデータに基づいて後述するように、各種の合成・演算を行う。電波遮蔽損失/合成位相演算部14では、各種のデータに基づいて、電波遮蔽物の電波遮蔽損失及び合成位相を演算する。出力部15では、目的とする電波遮蔽物に関する電波遮蔽損失及び合成位相の値を出力する。

0083

次に、作用動作について説明する。
まず、電波伝搬路(見通し線)と建造物や山岳等の電波遮蔽物の位置関係調査した後、電波遮蔽投影図作成部11において、建造物や山岳等の電波遮蔽物の形状(電波伝搬路に直交する方向の断面図)を求める。

0084

次いで、送信点から電波遮蔽物までの距離d1及び電波遮蔽物から受信点までの距離d2を求めるとともに、数式1により、電波遮蔽物の存在する地点を中心とする第一フレネルゾーン半径Sを計算で求める。

0085

次いで、第一フレネルゾーン半径Sを基準とした電波遮蔽物の形状(電波伝搬路に直交する方向の断面図)の投影形状を、第一フレネルゾーン半径Sのk倍長の範囲まで描く。なお、この実施例では、第一フレネルゾーン半径Sの3倍長(即ち、k=3)の範囲まで描画している。

0086

さらに、この実施例では、この発明による方法で作成した図3に示す実数値基本表と図4に示す虚数値基本表の2つの数表では、上記したように、グリッド枠を決定する仮定数n(縦グリッド数と横グリッド数)を51とした。この場合、グリッド枠のグリッド数は、51×51=2601となる。

0087

次いで、電波遮蔽投影図/基本表の合成・演算部13、13aにおいて、数表作成部1からのデータに基づいて電波遮蔽物の投影形状を、グリッド枠が縦グリッド数51×横グリッド数51の数表(グリッド数は、51×51=2601となる)の外郭線幅まで比例配分で縮小拡大し、縦横外郭幅に合わせる。即ち、電波遮蔽物の投影形状を、縦横外郭幅に合わせる。

0088

次いで、比例配分した電波遮蔽物(建造物)の断面図上に、縦グリッド51×横グリッド51のグリッド枠を上書きする。

0089

次に、電波透過率設定部12からのデータに基づいて、図3に示す実数値基本表において、電波遮蔽される各グリッドの数値に、電波遮蔽物が完全に電波を遮蔽している部分には、0を乗算し、電波透過性のある部分には、その構造や材質に応じて透過率0.1〜0.9のいずれかの数値を適切に選定して乗算する。例えば、鉄塔等のような半透過性の電波遮蔽物の場合には、その透過率は0.5として、各グリッドの数値に、0.5を乗算する。

0090

なお、透過部を有する電波遮蔽物の透過部の透過率、例えば、ビルの非常階段やベランダ部等も適切な透過率を選定して乗算する。

0091

そして、数表作成部1、電波遮蔽投影図作成部11、電波透過率設定部12からのデータに基づいて、電波遮蔽投影図/基本表の合成・演算部13、13aで合成、演算した後に、電波遮蔽損失/合成位相演算部14において、グリッド枠内の全グリッド数2601個の各グリッドの数値を加算して電波遮蔽損失の実数値ΣRを求める。

0092

同様にして、図4に示す虚数値基本表から電波遮蔽損失の虚数値ΣXを求める。

0093

このようにして、電波透過部を有する電波遮蔽物の場合、各グリッドの数値に、適切な透過率を選定して乗算する。そして、その後に、グリッド枠内の全グリッド数2601個のグリッドの数値を加算すれば、電波遮蔽損失の実数値ΣRと電波遮蔽損失の虚数値ΣXを求めることが出来る。従って、電波遮蔽損失/合成位相演算部14において、電波透過部を含めた電波遮蔽損失を下記のようにして求めることが出来る。

0094

下記の数式6により実数値と虚数値を加算して、下記に示す数式7により電波遮蔽損失(dB)を求める。

0095

0096

0097

又、下記の数式8から、伝搬する合成電波の合成位相を求める。

0098

0099

このようにして求めた電波遮蔽物の電波遮蔽損失(dB)及び合成位相は、出力部15に出力される。

0100

上記の計算を市販の表計算プログラムに組み込めば、電波遮蔽物が透過部を含む複雑な形状の建造物や起伏の激しい凸凹山岳であっても、ほぼ瞬時に電波遮蔽損失及び合成位相を求めることができる。

0101

ここで、電波伝搬において問題となる大地による反射波直接波との合成成分は、直接波の実数値ΣRをΣRd、大地による反射波の実数値ΣRをΣRrとして実数加算し、直接波の虚数値ΣXをΣXrとして虚数加算した後、上記の数式7から電波遮蔽損失を求めれば、位相を考慮した合成電波遮蔽損失(dB)を求めることが出来る。

0102

なお、発明者等の測定によれば、ビル等が多数存在する都会の場合には、大地による反射波は散乱して減衰し、ほぼ直接波のみについての計算でも十分実用になることが判明した。

0103

このようにして、本願発明の数表を用いて計算した各種形状の電波遮蔽物について、その電波遮蔽損失を求めた事例を、図5−1〜図5−24に示す。

0104

図5−1は、電波遮蔽物が本願発明の数表の枠を完全に遮蔽している場合、即ち、第一フレネルゾーン半径Sの3倍長を完全に遮蔽している場合を示すもので、この場合には、本願発明の数表のグリッド枠のすべてが遮蔽されている。
そして、電波遮蔽損失(dB)は、図中に記載されているように、−26dBである。
なお、この図中には、第一フレネルゾーン半径Sの1倍長〜3倍長の円を表示している。

0105

図5−2〜図5−8は、電波遮蔽物の遮蔽範囲を順次狭くした状態、即ち、空間部分を順次広くしていった状態と、その時の電波遮蔽損失をマイナス値で示している。このマイナス値は、図中の濃い網掛けの部分である。なお、プラス値は、電波遮蔽物によって受信電界強度が上昇する場合を示す。例えば、図5−2は、上部の5グリッド部分が空間部分でのこりの45グリッド部分が遮蔽されている状態を示している。図5−2から図5−8は、順次空間部分が広くなっている状態を示している。図5−2から図5−8の図を順次見ていくと、電波遮蔽損失が−23.282dB、−21.261dB、・・・と、空間部分が増えていくに従い、電波遮蔽損失も減少していることが確認できる。

0106

図5−9〜図5−16は、電波遮蔽物が複雑な形状の場合における電波遮蔽損失を示すもので、図5−9は水平方向に半分遮蔽されている形状の場合、図5−10は斜め方向に半分遮蔽されている形状の場合、図5−11は垂直方向中心部分が貫通しているツインタワー型ビルの形状の場合、図5−12はツインタワー型ビルで、一方のタワーが中心部に近い形状の場合、図5−13は片側が曲線で、わん曲形状の場合、図5−14は上部片側が斜面になっている形状の場合、図5−15は摩天楼のような複合型ビルの形状の場合、図5−16は山岳の形状の場合について、それぞれ電波遮蔽損失を示している。

0107

又、図5−17〜図5−24は、電波遮蔽物が透過部を有する複雑な形状の場合における電波遮蔽損失を示すもので、図5−17は屋上に鉄塔のあるビルで、鉄塔の透過率を考慮しない場合、図5−18は屋上に鉄塔のあるビルで、鉄塔の透過率を考慮した場合、図5−19はベランダのあるビルで、ベランダを全遮蔽とした場合、図5−20はベランダのあるビルで、ベランダの透過率を考慮した場合、図5−21は非常階段を有するビルで、非常階段を全遮蔽とした場合、図5−22は非常階段を有するビルで、非常階段の透過率を考慮した場合、図5−23は屋上にフェンスを有するビルで、フェンスを全遮蔽とした場合、図5−24は屋上にフェンスを有するビルで、フェンスの透過率を考慮した場合について、それぞれ電波遮蔽損失を示している。

0108

又、本願発明の数表を用いた計算方法を、電波エリア計算プログラム(電波伝搬シュミレーションソフト)に搭載すれば、電波遮蔽エリアを設定したしきい値毎に、色分けした状態でエリア図を作成することが出来る。なお、電波エリア計算プログラムとしては、市販の『エリアかくべえ』(商品名)等がある。

0109

建造物のような電波遮蔽物が存在しない状態のエリア図から、建造物のような電波遮蔽物が存在する電波遮蔽エリアを除算すれば、電波遮蔽物が存在した場合の受信電界強度エリア図(電波遮蔽損失(dB)のエリア図)を作成する事ができる。

0110

図6−1〜図6−10は、電波遮蔽物が建造物である場合の電波遮蔽損失の計算例(エリア)を示す図で、『エリアかくべえ』(商品名)という電波伝搬シミュレーションソフトにこの発明を搭載し、電波遮蔽損失(dB)をエリア図として表示可能にした幾つかのモデル例を示す図である。なお、電波遮蔽損失をマイナス値で示す(プラス値は遮蔽物によって受信電界が上昇する場合を示す)。

0111

このようにして求めた受信電界強度エリアの計算結果を、図6−1から図6−10に示す。なお、実施例2と同様に電波遮蔽損失はマイナス値で示されており、プラス値の場合は電波遮蔽物によって受信電界強度が上昇する場合を示している。

0112

図6−1〜図6−3は、送信点から約5.5kmに存在する電波遮蔽物が単純矩形型ビルで、グリッド枠の最大範囲は、第一フレネルゾーン半径Sの3倍長とし、そのビルのビル幅を順次狭めた場合(W600×H300、W100×H300、W50×H300)の電波遮蔽損失のエリア図である。それぞれ図中(a)図は電波遮蔽物の断面投影図で、第一フレネルゾーン半径Sの4倍長(n=4倍長)の範囲まで描かれている。(b)図、(c)図は送信点から30km迄の電波遮蔽エリア図を、250mピッチ及び50mピッチで表示した図、(d)図は(c)図の拡大図である。(e)表は色分け表示されている各地点における電波遮蔽損失(dB)である。(f)は送信点が設置されている標高と電波遮蔽部の高さ(300m)との伝搬路(見通し線)を示す図である。

0113

図6−4〜図6−7は、送信点から10kmに存在する電波遮蔽物が複雑な形状の建造物で、図6−4は京都タワー型建造物の場合、図6−5は、建造物の片側が曲線的に湾曲したビルの場合、図6−6は、ツインタワーの場合、図6−7は、逆三角形の空間を持った三角屋根の仮想ビルの場合を示す図である。それぞれ図中(a)図〜(f)図は、上記図6−1と同様である。

0114

なお、図6−7は、この発明による効果が最も顕著に現れた事例である。

0115

図6−8〜図6−10は、電波遮蔽物の屋上に鉄塔が存在した場合の鉄塔の透過率を考慮した場合を示す図で、グリッド枠の最大範囲は、第一フレネルゾーン半径Sの3倍長とした。図6−8の(a)図は、鉄塔部の透過率=0の場合の電波遮蔽物の断面投影図で、第一フレネルゾーン半径Sの4倍長(k=4倍長)の範囲まで描かれている。(b)図、(c)図は送信点から30km迄の電波遮蔽エリア図を、250mピッチ及び50mピッチで表示した図、(d)図は(c)図の拡大図である。(e)表は色分け表示されている各地点における電波遮蔽損失(dB)である。(f)図は電波遮蔽物の平面図を示している。

0116

同様に、図6−9の(a)図は、鉄塔部の透過率(透過率=0.5)を考慮した場合の断面投影図で、第一フレネルゾーン半径Sの4倍長(k=4倍長)の範囲まで描かれている。(b)図、(c)図は送信点から30km迄の電波遮蔽エリア図を、250mピッチ及び50mピッチで表示した図、(d)図は(c)図の拡大図である。(e)表は色分け表示されている各地点における電波遮蔽損失(dB)である。(f)図は電波遮蔽物の平面図を示している。

0117

又、図6−10は、図6−9に示す電波遮蔽物を30度回転した場合の断面投影図を示し、第一フレネルゾーン半径Sの4倍長(k=4倍長)の範囲まで描かれている。(b)図、(c)図は送信点から30km迄の電波遮蔽エリア図を、250mピッチ及び50mピッチで表示した図、(d)図は(c)図の拡大図である。(e)表は色分け表示されている各地点における電波遮蔽損失(dB)である。(f)図は図6−9の電波遮蔽物を30度回転した場合の平面図を示している。

0118

これらの事例では、鉄塔のような半透過物によって受信電界強度は、全遮蔽されている場合よりも多くの場合上昇するが、まれに半透過性によって受信電界強度が低下する場合もある。これは第一フレネルゾーン半径Sのマイナス位相部分が半透過部で減衰した為に起こる現象であり、理論に適合している。

0119

次いで、発明者等は、この発明により求めた計算値実測値とを比較するために、発明者等の住む地域に実際に存在している大型ビル等の電波遮蔽物について、本願発明の数表を用いた計算方法を、電波エリア計算プログラム(電波伝搬シュミレーションソフト)に搭載して計算を行うとともに、それぞれの大型ビル等の建造物について、複数の地点で実際に電波受信強度の測定をし、その検証を行った。なお、電界強度測定要領は、一箇所あたり、256回自動測定を行い、その平均値をとり、近辺5箇所以上の最大値をとった。

0120

検証の対象とした電波遮蔽物は、発明者等の住む地域に実際に存在する3つの大型ビル等の建造物(ベイタウンビル、ベイウイングビル、中電宇品ビル)であり、本願発明の数表を用いた計算方法を搭載した電波エリア計算プログラムとしては、市販の『エリアかくべえ』(商品名)を使用した。その結果を、図7−1〜図7−3及び図8−1〜図8−14に示す。

0121

図7−1は、電波遮蔽物をベイタウンビルとした時の電波エリア計算プログラムにおける各種設定事項及びその計算結果を示すものであり、(a)図は電波エリア計算プログラムにおける送信点やその送信電波、受信点、電波遮蔽物の諸元設定を示す図であり、(b)図は電波遮蔽物(ベイタウンビル)の電波遮蔽物としての諸元を示す図、(c)図は電波遮蔽物(ベイタウンビル)の電波遮蔽損失(dB)のエリア図である。同様に、図7−2は電波遮蔽物をベイウイングビルとした場合、図7−3は電波遮蔽物を中電宇品ビルとした場合の図である。

0122

図8−1は、電波遮蔽物をベイタウンビルとした時に、実際に電波受信強度の測定をした時の結果を示す図であり、(a)図は測定を行った地点を示す図、(b)図は測定地点における電波エリア計算プログラムによる計算結果、(c)表は測定地点における電波受信強度の実測値及び電波エリア計算プログラムによる計算値、そしてこの実測値と計算値との誤差を示す表である。図8−1〜図8−5は、電波遮蔽物をベイタウンビルとしたときに、それぞれ別の地点で測定した結果であり、図8−1〜図8−5の計5箇所で測定を行っている。

0123

同様に、図8−6〜図8−9は、電波遮蔽物をベイウイングビルとした場合で、計4箇所の地点で測定した結果を示す図である。同様に、図8−10〜図8−14は、電波遮蔽物を中電宇品ビルとした場合で、計5箇所の地点で測定した結果を示す図である。

実施例

0124

このようにして測定した結果は、図8−1〜図8−14のそれぞれ(c)表に示すように、いずれも計算値と実測値との誤差は、4dB以内であることが判明した。従って、本願発明の数表を用いた計算方法を用いることにより、誤差も少なく電波遮蔽損失をほぼ正確に求めることができる。その上、複雑な計算を行うこともなく簡単な手法で、又、コンピュータが手元にない場合でも筆算で計算することが出来る。

0125

この発明によれば、地球上の如何なる地点においても、又、如何なる形状の電波遮蔽物に対しても、広く利用することが出来る。

0126

1数表作成部
10電波遮蔽物の電波遮蔽損失の絶対値Z、実数値R、虚数値Xを求める装置

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