第五章 隧道內電波場強之分析
6.5 建築物內之電波場強分佈
為分析基地台四周建築物內之電波場強分佈，乃以圖6-5中 離基地台約32公尺的另一幢12樓高之建築物為例，其中設該建築 物外牆厚度為20公分，各樓層的寬度、高度及深度分別為5公尺、
3公尺和10公尺，且於各樓層之外牆中央有一扇窗戶，各窗戶離 地板1公尺，而寬和高分別為1.5公尺及1.7公尺。進行程式模擬 時，乃忽略窗戶金屬外框之影響，即將窗戶視為一個矩形缺口，
而場強觀測位置是在離各樓層地板約1.7公尺處，如圖6-16所示為 不同樓層中之室內電波場強分佈，由這些結果得知：在較高樓層 中，由於基地台之天線可直接射到室內，因此電波場強較高。
為了降低室內之電波場強，可使用具有遮蔽電磁波效果的導 電玻璃，而應用廣射線柱追蹤法所得模擬結果如圖6-17所示，其 中顯示：僅將窗戶屏蔽後即可降低場強達20dB以上。另外，也可 依據基地台天線場型適當地調整天線架設位置、角度及高度，以 降低基地台四周建築物內之電波場強。
圖6-1 以MicroStation繪圖軟體開啟地圖時所顯示畫面
3 R 7 R
2 R
7 R
3 R 9 R
2 R 4 R
7 R
1 2 R 3 R 2 R
4 R
1 3 R
5 R
8 R
Shinsheng S.
Roosevelt Tingjou
340
o220
o100
oTx3 Tx1
Tx2
台灣大學
圖6-3 廣射線柱追蹤法與一般射線追蹤法比較之模擬位置圖
新生南路
羅斯福路
台灣大學
Tx
Rx
0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 -100
-90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0
Received Power (dBm)
Receiving antenna moved distance (m) Improved ray-tube tracing method Original ray-tube tracing method Measurements
圖6-4 廣射線柱追蹤法與一般射線追蹤法模擬之比較
R1
R2 R3 R4
R5
0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 -100
-90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20
Mean error = 0.5dB
Standard deviation =10.6dB
Received Power (dBm)
Receiving antenna moved distance (m) Measurements Simulations
圖6-6 沿路徑R1之模擬與量測結果，其中天線為偶極天線。
0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600
-100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20
Mean error = -1.1dB
Standard deviation =13.6dB
R e c e iv ed P o we r ( d B m )
Receiving antenna moved distance (m) Measurements Simulations
圖6-7 沿路徑R1之模擬與量測結果，其中天線為+ 45°線性極化之 2G基地台天線。
圖6-8 沿路徑R2之模擬與量測結果，其中天線為偶極天線。
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
-100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30
Mean error =-0.2dB
Standard deviation =20.2dB Measurements
Simulations
Re c e iv e d Po we r ( d Bm)
Receiving antenna moved distance (m)
圖6-9 沿路徑R2之模擬與量測結果，其中天線為+ 45°線性極化之 2G基地台天線。
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
-100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30
Mean error = 5.5dB
Standard deviation =10.4dB Measurements
Simulations
Received Power (dBm)
Receiving antenna moved distance (m)
圖6-10 沿路徑R3之模擬與量測結果，其中天線為偶極天線。
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220
-100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30
Mean error =4.4dB
Standard deviation =18.5dB
Receiving antenna moved distance (m) Measurements
Simulations
Re c e iv e d P o we r (d B m )
圖6-11 沿路徑R3之模擬與量測結果，其中天線為+ 45°線性極化 之2G基地台天線。
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220
-100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30
Mean error = 3.6dB
Standard deviation =17.4dB
Receiving antenna moved distance (m) Measurements Simulations
Received Power (dBm)
圖6-12 沿路徑R4之模擬與量測結果，其中天線為偶極天線。
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 -120
-110 -100 -90 -80 -70 -60 -50 -40
Mean error =12.5dB
Standard deviation =17.3dB Measurements
Simulations
R e ce ive d Po we r (d Bm )
Receiving antenna moved distance (m)
圖6-13 沿路徑R4之模擬與量測結果，其中天線為+ 45°線性極化 之2G基地台天線。
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 -110
-100 -90 -80 -70 -60 -50 -40
Mean error = 3.5dB
Standard deviation =12.3dB Measurements Simulations
Received Power (dBm)
Receiving antenna moved distance (m)
0 30 60 90 120 150 180 210 -110
-100 -90 -80 -70 -60 -50 -40
Mean error = 2.9dB
Standard deviation =20.4dB
Measurements Simulations
Received Power (dBm)
Receiving antenna moved distance (m)
圖6-14 沿路徑R5之模擬與量測結果，其中天線為偶極天線。
0 30 60 90 120 150 180 210
-110 -100 -90 -80 -70 -60 -50 -40
Mean error =9.1dB
Standard deviation =19.4dB
Measurements Simulations
Re ce iv e d P o we r (d B m )
Receiving antenna moved distance (m)
圖6-15 沿路徑R5之模擬與量測結果，其中天線為+ 45°線性極化 之2G基地台天線。
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -80
-70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0
Re c e iv ed po w e r ( d B m )
Distance from window (m) 12F 8F 5F
圖6-16 在不同樓層之室內電場分佈
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
-100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0
R e cei v ed p o w e r ( d B m )
Distance from window (m)
With normal window With shielding window
圖6-17 換成導電玻璃窗戶後之電波場強分佈
表6-1 電子地圖中建築物數位資料檔
列 內 容
1 Version 450
2 Charset "WindowsTradChinese"
3 Delimiter ","
4 CoordSys Earth Projection 8, 32, "m", 121, 0, 0.9999, 250000, 0 Bounds (-7998349.27594, -10001001.0314)
(8498349.27594, 10001001.0314) 5 Columns 1
6 NEW1 Char(10) 7 Data
8
9 Region 1 10 7
11 303204.68 2767486.13 12 303217.71 2767494.27 13 303221.34 2767492.97 14 303222.62 2767490.85 15 303204.74 2767480.52 16 303203.84 2767482.91 17 303204.68 2767486.13 18 Pen (1,2,0)
19 Brush (1,0,16777215)
20 Center 303213.23 2767487.39 21 Text
22 "3R"
23 303211.12 2767486.51 303215.68 2767490.3 24 Font ("Arial",0,0,0)
表6-2 廣射線柱追蹤法與一般射線追蹤法模擬時間比較 CPU Time on
Pentium III 733 時:分:秒
一次繞射和多次反射 (1：120)
二次繞射和多次反射 (1：228)
廣射線柱追蹤法 00:00:32 00:06:45
一般射線追蹤法 01:04:05 25:40:05