JP5372132B2 - Radio disturbance determination simulation apparatus and simulation method - Google Patents
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Description
本発明は、電波障害判定シミュレーション装置及びシミュレーション方法に関し、特に、マイクロ波無線伝送における電波障害の有無を事前にシミュレーションする技術に関するものである。 The present invention relates to a radio wave interference determination simulation apparatus and simulation method, and more particularly to a technique for preliminarily simulating the presence or absence of radio wave interference in microwave radio transmission.
マイクロ波無線伝送において、電波が良好に伝搬する条件は、第１フレネルゾーン内に障害物がないこと、及び地表反射波との干渉がないことである。このため、従来からマイクロ波無線回路を設計するにあたって、送受信点間の見通し図（地形断面図）により、山の尾根や平野部が続く地点などの、上記条件に影響を与えそうな地点をピンポイントで絞込み、その地点ごとに影響の有無を計算により確認していた。そのため、絞り込まれなかった地点の余裕度や区間全体に亘っての影響の度合いを視覚的に把握することが困難であった。
尚、視覚的に把握する従来技術として、特許文献１には、電子地図情報を利用して送受信局を指定して第１の無線伝送路が描画され、それと同時に地形情報に基づいて送受信点の夫々の高さを求め、高さと送受信点間の距離に基づいて仰角を示す第２の無線伝送路を表示し、第１と第２の無線伝送路を重ねて障害の有無を確認する無線伝送路描画装置について開示されている。
In the microwave radio transmission, the conditions for the radio wave to propagate well are that there is no obstacle in the first Fresnel zone and that there is no interference with the ground reflected wave. For this reason, when designing microwave radio circuits from the past, pinpoints that may affect the above conditions, such as points where mountain ridges and plains continue, are determined based on a line-of-sight map (topographic cross-sectional view) between transmission and reception points. We narrowed down by point and confirmed whether there was an effect at each point by calculation. For this reason, it is difficult to visually grasp the margin of points that have not been narrowed down and the degree of influence over the entire section.
As a conventional technique for visually grasping, in Patent Document 1, a first wireless transmission path is drawn by designating a transmission / reception station using electronic map information, and at the same time, a transmission / reception point is determined based on topographic information. Wireless transmission in which each height is obtained, a second wireless transmission path indicating an elevation angle is displayed based on the height and the distance between the transmission and reception points, and the presence of a fault is confirmed by overlapping the first and second wireless transmission paths. A road drawing device is disclosed.
また、特許文献２には、建物なしのときは空間を直線的に伝搬する見通し内道路伝搬波の伝搬損失を求め、建物ありのときは見通し外道路伝搬波の伝送損失を求め、移動局に到る建物回析波の伝搬損失を求める電波伝搬シミュレータについて開示されている。
また、特許文献３には、地図情報に基づいてマイクロ波無線設備の建設候補地域図を画面上に表示し、マイクロ波無線設備の設計条件、送信点と受信点の２地点を入力することにより、設計条件に基づいて２地点間を結ぶ無線通信経路を抽出支援する情報処理装置について開示されている。
Further, in
Further, in Patent Document 3, a construction candidate area map of a microwave radio equipment is displayed on a screen based on map information, and design conditions of the microwave radio equipment, and two points of a transmission point and a reception point are input. An information processing apparatus that supports extraction of a wireless communication path connecting two points based on design conditions is disclosed.
しかしながら、特許文献１〜３に開示されている夫々の従来技術は、無線伝送路上の障害物の有無を確認することはできるが、第１フレネルゾーンの範囲や、地表反射波の影響についてはシミュレーションすることができないといった問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、第１フレネルゾーン及び地上反射点との離隔余裕を区間全体に亘って視覚的に把握することができる電波障害判定シミュレーション装置、及びシミュレーション方法を提供することを目的とする。
However, each of the conventional techniques disclosed in Patent Documents 1 to 3 can confirm the presence or absence of an obstacle on the wireless transmission path, but it is a simulation about the range of the first Fresnel zone and the influence of the surface reflected wave. There is a problem that can not be done.
The present invention has been made in view of such problems, and a radio interference determination simulation apparatus and a simulation method capable of visually grasping the separation margin between the first Fresnel zone and the ground reflection point over the entire section. The purpose is to provide.
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、マイクロ波無線伝送における電波障害の有無、程度、及び状況を判定する電波障害判定シミュレーション装置であって、第１フレネルゾーン、及び地上反射波ルートをシミュレーションするために必要な算定諸元を入力する算定諸元入力手段と、前記算定諸元に基づいて前記第１フレネルゾーン、及び前記地上反射波ルートを送受信点間の水平距離ごとにシミュレーションするシミュレーション手段と、該シミュレーション手段により得られた各シミュレーション結果と前記送受信点間の見通し図の縮尺を合わせて結合する結合手段と、該結合手段の結果を画像として表示する表示手段と、前記結合手段の結果から前記第１フレネルゾーン内の障害物及び反射点と重なる地表面の有無や余裕度を演算する演算手段と、を備えたことを特徴とする。
本発明のシミュレーション装置は、第１フレネルゾーンと地上反射波ルートを個別にシミュレーションして、それらの結果を見通し図と結合する。その結果、第１フレネルゾーン内の障害物の有無と、反射点と重なる地表面の有無や余裕度を演算することができる。当然それらの結果は、表示手段により画像として視認することができる。これにより、シミュレーション結果をデータとして定量的に確認すると共に、表示手段により視覚的に障害点を確認することもできる。
In order to solve the above problems, the present invention provides a radio interference determination simulation apparatus for determining presence / absence, degree, and status of radio interference in microwave radio transmission, the first Fresnel zone, and ground reflection Calculation parameter input means for inputting calculation parameters necessary for simulating a wave route, and the first Fresnel zone and the ground reflected wave route based on the calculation parameters for each horizontal distance between transmission and reception points. Simulation means for simulating, coupling means for combining the simulation results obtained by the simulation means and the scale of the line-of-sight map between the transmission and reception points, display means for displaying the result of the coupling means as an image, and Based on the result of the coupling means, the presence or absence of the ground surface overlapping the obstacles and reflection points in the first Fresnel zone A calculating means for calculating a degree, characterized by comprising a.
The simulation apparatus of the present invention individually simulates the first Fresnel zone and the ground reflected wave route, and combines the results with the line-of-sight map. As a result, the presence / absence of the obstacle in the first Fresnel zone, the presence / absence of the ground surface overlapping with the reflection point, and the margin can be calculated. Naturally, these results can be visually recognized as an image by the display means. Thereby, the simulation result can be quantitatively confirmed as data, and the failure point can be visually confirmed by the display means.
請求項２は、前記算定諸元は、送信アンテナの標高、受信アンテナの標高、前記送信アンテナと受信アンテナ間の水平距離、及びマイクロ波無線伝送装置で使用する電波の周波数であることを特徴とする。
第１フレネルゾーンの半径および地上反射点を求める式は公知であり、両アンテナから反射点までのそれぞれの距離、両アンテナ間の水平距離、及び、マイクロ波の周波数により求めることができる。また、両アンテナから反射点までのそれぞれの距離は、送受信アンテナのそれぞれの標高と反射点の標高がわかれば求めることができる。これにより、少ない算定諸元により正確にシミュレーションすることができる。
According to a second aspect of the present invention, the calculation specifications are an altitude of a transmitting antenna, an altitude of a receiving antenna, a horizontal distance between the transmitting antenna and the receiving antenna, and a frequency of a radio wave used in a microwave radio transmission device. To do.
Expressions for obtaining the radius of the first Fresnel zone and the ground reflection point are well known, and can be obtained from the respective distances from the two antennas to the reflection point, the horizontal distance between the two antennas, and the microwave frequency. The distances from the two antennas to the reflection point can be obtained if the elevations of the transmission and reception antennas and the reflection point are known. Thereby, it is possible to accurately simulate with a small number of calculation specifications.
請求項３は、請求項１又は２に記載の電波障害判定シミュレーション装置に係るシミュレーション方法であって、前記第１フレネルゾーンに係るシミュレーションは、前記算定諸元入力手段により、前記送信アンテナの標高、前記受信アンテナの標高、前記送信アンテナと受信アンテナ間の水平距離、及び前記マイクロ波無線伝送装置で使用する電波の周波数を入力する算定諸元入力ステップと、前記水平距離を所定の精度で設定している数値に等分し、該等分された位置ごとに前記第１フレネルゾーンの半径を算出する半径算出ステップと、該半径算出ステップにより算出された前記等分された位置ごとの半径をプロットする表示ステップと、を含んでいることを特徴とする。
本発明による第１フレネルゾーンのシミュレーションの手順は、各算定諸元を入力し、送受信間の水平距離を所定の精度の数値で等分し、等分した位置ごとに第１フレネルゾーンの半径を計算して、その計算結果をプロットして表示手段に表示する。これにより、送受信点間の第１フレネルゾーンを視覚的に明示することができる。
Claim 3 is a simulation method according to the radio disturbance determination simulation apparatus according to
The simulation procedure of the first Fresnel zone according to the present invention is to input each calculation specification, equally divide the horizontal distance between transmission and reception by a numerical value of a predetermined accuracy, and set the radius of the first Fresnel zone for each equally divided position. The calculation result is plotted, and the calculation result is plotted and displayed on the display means. Thereby, the 1st Fresnel zone between transmission-and-reception points can be visually shown clearly.
請求項４は、前記地上反射波ルートに係るシミュレーションは、前記算定諸元入力手段により、前記送信アンテナの標高、前記受信アンテナの標高、及び前記送信アンテナと受信アンテナ間の水平距離を入力する算定諸元入力ステップと、前記送信アンテナの標高、及び前記受信アンテナの標高のうち、低い方の標高を所定の精度で設定している数値に等分し、該等分された位置ごとに地表反射位置を算出する反射位置算出ステップと、前記水平位置を所定の精度で設定している数値に等分し、前記反射位置算出ステップにより算出した地表反射位置から前記送信アンテナ及び受信アンテナ間が直線で結ばれるように、前記等分された水平位置ごとに地表反射波ルートの標高を算出する標高算出ステップと、該標高算出ステップにより算出された標高を前記等分された水平位置ごとにプロットする表示ステップと、を含んでいることを特徴とする。
地上反射波ルートのシミュレーションの手順は、各算定諸元を入力し、標高が低い方のアンテナの標高を所定の精度の数値で等分し、算出した地表反射位置から送信アンテナ及び受信アンテナ間が直線で結ばれるように、等分された水平位置ごとに地表反射波ルートの標高を算出し、この標高を等分した水平位置ごとにプロットして表示手段に表示する。これにより、見通し図と合成した場合に、どの地表面が反射点かを即座に把握することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the simulation related to the ground reflected wave route, the calculation specification input means inputs the altitude of the transmitting antenna, the altitude of the receiving antenna, and the horizontal distance between the transmitting antenna and the receiving antenna. Of the altitude input step, the altitude of the transmitting antenna and the altitude of the receiving antenna, the lower altitude is equally divided into numerical values set with a predetermined accuracy, and surface reflection is performed for each equally divided position. A reflection position calculation step for calculating a position, and the horizontal position is equally divided into numerical values set with a predetermined accuracy, and a straight line is formed between the transmission antenna and the reception antenna from the ground reflection position calculated by the reflection position calculation step. The altitude calculation step for calculating the altitude of the ground reflected wave route for each of the equally divided horizontal positions, and the altitude calculation step A display step of plotting the elevation for each of the equally divided horizontal position, characterized in that it contains.
The ground reflected wave route simulation procedure is to input each calculation specification, equally divide the altitude of the antenna with the lower altitude by a numerical value with a predetermined accuracy, and calculate the distance between the transmitting antenna and the receiving antenna from the calculated ground reflection position. The altitude of the ground reflected wave route is calculated for each equally divided horizontal position so as to be connected by a straight line, and plotted at each horizontal position where this altitude is equally divided and displayed on the display means. Thereby, when combining with a line-of-sight map, it is possible to immediately grasp which ground surface is a reflection point.
本発明によれば、第１フレネルゾーンと地上反射波ルートを個別にシミュレーションして、それらの結果を見通し図と結合するので、シミュレーション結果をデータとして定量的に確認すると共に、表示手段により障害点を視覚的に確認することもできる。
また、第１フレネルゾーンの半径および地上反射点を求める式は公知であり、両アンテナから反射点までのそれぞれの距離、両アンテナ間の水平距離、及び、マイクロ波の周波数により求めることができる。また、両アンテナから反射点までのそれぞれの距離は、送受信アンテナのそれぞれの標高と反射点の標高がわかれば求めることができるので、少ない算定諸元により正確にシミュレーションすることができる。
また、本発明による第１フレネルゾーンのシミュレーションの手順は、各算定諸元を入力し、送受信間の水平距離を所定の精度の数値で等分し、等分した位置ごとに第１フレネルゾーンの半径を計算して、その計算結果をプロットして表示手段に表示するので、送受信点間の第１フレネルゾーンを視覚的に明示することができる。
また、地上反射波ルートのシミュレーションの手順は、各算定諸元を入力し、標高が低い方のアンテナの標高を所定の精度の数値で等分し、算出した地表反射位置から送信アンテナ及び受信アンテナ間が直線で結ばれるように、等分された水平位置ごとに地表反射波ルートの標高を算出し、この標高を等分した水平位置ごとにプロットして表示手段に表示するので、見通し図と合成した場合に、どの地表面が反射点かを即座に把握することができる。
According to the present invention, the first Fresnel zone and the ground reflected wave route are individually simulated, and the results are combined with the line-of-sight map. Can also be confirmed visually.
Also, equations for obtaining the radius of the first Fresnel zone and the ground reflection point are well known, and can be obtained from the respective distances from the two antennas to the reflection point, the horizontal distance between the two antennas, and the microwave frequency. Further, since the distances from the two antennas to the reflection point can be obtained if the elevations of the transmission / reception antennas and the elevation of the reflection point are known, it is possible to accurately simulate with a small amount of calculation parameters.
Further, the simulation procedure of the first Fresnel zone according to the present invention inputs each calculation specification, equally divides the horizontal distance between transmission and reception by a numerical value with a predetermined accuracy, and divides the first Fresnel zone for each equally divided position. Since the radius is calculated, and the calculation result is plotted and displayed on the display means, the first Fresnel zone between the transmission and reception points can be clearly shown visually.
Also, the ground reflected wave route simulation procedure is to input each calculation specification, equally divide the altitude of the antenna with the lower altitude by a numerical value with a predetermined accuracy, and transmit and receive antennas from the calculated ground reflection position. Since the altitude of the ground reflection wave route is calculated for each equally divided horizontal position so that the space is connected by a straight line, this elevation is equally divided and displayed on the display means. When combined, it is possible to immediately grasp which ground surface is the reflection point.
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the components, types, combinations, shapes, relative arrangements, and the like described in this embodiment are merely illustrative examples and not intended to limit the scope of the present invention only unless otherwise specified. .
図１は本発明の実施形態に係る電波障害判定シミュレーション装置（以下、単にシミュレーション装置と呼ぶ）の機能ブロック図である。本発明のシミュレーション装置５０は、マイクロ波無線伝送における電波障害の有無、程度、及び状況を判定するシミュレーション装置であって、第１フレネルゾーン、及び地上反射波ルートをシミュレーションするために必要な算定諸元を入力する算定諸元入力手段１と、算定諸元に基づいて第１フレネルゾーン、及び地上反射波ルートを送受信点間の水平距離ごとにシミュレーションするシミュレーション手段２と、シミュレーション手段２により得られた各シミュレーション結果と送受信点間の見通し図の縮尺を合わせて結合する結合手段３と、結合手段３の結果を画像として表示する表示手段６と、結合手段３の結果から第１フレネルゾーン内の障害物、及び反射点と重なる地表面の有無や余裕度を演算する演算手段５と、各手段を制御する制御部４と、を備えている。
本実施形態のシミュレーション装置５０は、第１フレネルゾーンと地上反射波ルートを個別にシミュレーションして、それらの結果を見通し図と結合する。その結果、第１フレネルゾーン内の障害物の有無と、反射点と重なる地表面の有無や余裕度を演算することができる。当然それらの結果は、表示手段６により画像として視認することができる。これにより、シミュレーション結果をデータとして定量的に確認すると共に、表示手段６により障害点を視覚的に確認することもできる。
FIG. 1 is a functional block diagram of a radio interference determination simulation apparatus (hereinafter simply referred to as a simulation apparatus) according to an embodiment of the present invention. The
The
図２は、第１フレネルゾーンの半径と、反射点の位置を求める公知の計算式について説明する図である。図２（ａ）は第１フレネルゾーンの半径を求める式を導くための図であり、例えば、アンテナＡとアンテナＢ間の水平距離をｄ、アンテナＡから反射点７までの水平距離をｄ１、アンテナＢから反射点７までの水平距離をｄ２、周波数をｆ、光速をｃとすると、第１フレネルゾーンの半径ｈＤは、
ｈＤ＝（λ・ｄ１・ｄ２／ｄ）１／２・・・・（１）
により求めることができる。ここで、λ＝ｃ／ｆである。
図２（ｂ）は反射点の位置を求める式を導くための図であり、例えば、アンテナＡの標高をｈ１、アンテナＢの標高をｈ２、地表反射位置での標高をｈｒとした場合、アンテナＡから反射点７までの水平距離ｄ１は、
ｄ１＝（ｈ１−ｈｒ）・ｄ／（ｈ１＋ｈ２−２・ｈｒ）・・・・（２）
により求めることができる。
また、アンテナＢから反射点７までの水平距離ｄ２は、
ｄ２＝ｄ−ｄ１・・・・（３）
として求めることができる。
FIG. 2 is a diagram for explaining a known calculation formula for obtaining the radius of the first Fresnel zone and the position of the reflection point. FIG. 2A is a diagram for deriving an expression for obtaining the radius of the first Fresnel zone. For example, the horizontal distance between the antenna A and the antenna B is d, and the horizontal distance from the antenna A to the
h D = (λ · d 1 · d 2 / d) 1/2 ··· (1)
It can ask for. Here, λ = c / f.
2 (b) is a diagram for guiding the formula for the position of the reflection point, for example, the elevation of the antenna A h 1, h 2 elevation of the antenna B, and elevation at the surface reflection position was h r The horizontal distance d 1 from the antenna A to the
d 1 = (h 1 −h r ) · d / (h 1 + h 2 −2 · h r ) (2)
It can ask for.
The horizontal distance d 2 from the antenna B to the
d 2 = d−d 1 (3)
Can be obtained as
図３は本発明に係るシミュレーション装置による第１フレネルゾーンのシミュレーション手順を示すフローチャートである。
まず、算定諸元入力手段１により、送信アンテナの標高ｈ１、受信アンテナの標高ｈ２、送信アンテナと受信アンテナ間の水平距離ｄ、及びマイクロ波無線伝送装置で使用する電波の周波数ｆを入力する（算定諸元入力ステップ）（Ｓ１）。次に、水平距離ｄを所定の精度で設定している数値に等分し、等分された位置ごとに第１フレネルゾーンの半径ｈＤを算出する（半径算出ステップ）（Ｓ２）。半径算出ステップにより算出された等分された位置ごとの半径をプロットして、送信アンテナと受信アンテナ間の第１フレネルゾーンを表示する（表示ステップ）（Ｓ３）。
本実施形態による第１フレネルゾーンのシミュレーションの手順は、各算定諸元を入力し、送受信間の水平距離ｄを所定の精度の数値で等分し、等分した位置ごとに第１フレネルゾーンの半径ｈＤを計算して、その計算結果をプロットして表示手段６に表示する。これにより、送受信点間の第１フレネルゾーンを視覚的に明示することができる。
FIG. 3 is a flowchart showing a simulation procedure of the first Fresnel zone by the simulation apparatus according to the present invention.
First, the input by the calculation specification input means 1, the altitude h 1 of transmit antennas, altitude h 2 receive antennas, the horizontal distance d between the transmitting and receiving antennas, and the radio wave of the frequency f to be used in microwave radio transmission device (Calculation specification input step) (S1). Next, it aliquoted to a numerical value is set to the horizontal distance d with predetermined accuracy, calculating the radius h D of the first Fresnel zone for each equal position (radius calculation step) (S2). The radius for each equally divided position calculated in the radius calculating step is plotted to display the first Fresnel zone between the transmitting antenna and the receiving antenna (display step) (S3).
The simulation procedure of the first Fresnel zone according to the present embodiment inputs each calculation specification, equally divides the horizontal distance d between transmission and reception by a numerical value with a predetermined accuracy, and divides the first Fresnel zone for each equally divided position. calculate the radius h D, is displayed on the display means 6 by plotting the calculation results. Thereby, the 1st Fresnel zone between transmission-and-reception points can be visually shown clearly.
図４は本発明に係るシミュレーション装置による地上反射波ルートのシミュレーション手順を示すフローチャートである。
まず、算定諸元入力手段１により、送信アンテナの標高ｈ１、受信アンテナの標高ｈ２、及び送信アンテナと受信アンテナ間の水平距離ｄを入力する（算定諸元入力ステップ）（Ｓ１１）。次に、送信アンテナの標高ｈ１、及び受信アンテナの標高ｈ２のうち、低い方の標高を所定の精度で設定している数値に等分し、等分された位置ごとに地表反射位置を算出する（反射位置算出ステップ）（Ｓ１２）。次に、水平位置ｄを所定の精度で設定している数値に等分し、反射位置算出ステップにより算出した地表反射位置から送信アンテナ及び受信アンテナ間が直線で結ばれるように、等分された水平位置ごとに地表反射波ルートの標高を算出する（標高算出ステップ）（Ｓ１３）。次に、標高算出ステップにより算出された標高を等分された水平位置ごとにプロットして、送信アンテナと受信アンテナ間の地上反射波ルートを表示する（表示ステップ）（Ｓ１４）。
地上反射波ルートのシミュレーションの手順は、各算定諸元を入力し、標高が低い方のアンテナの標高を所定の精度の数値で等分し、算出した地表反射位置から送信アンテナ及び受信アンテナ間が直線で結ばれるように、等分された水平位置ごとに地表反射波ルートの標高を算出し、この標高を等分した水平位置ごとにプロットして表示手段６に表示する。これにより、見通し図と合成した場合に、どの地表面が反射点かを即座に把握することができる。
FIG. 4 is a flowchart showing a simulation procedure of the ground reflected wave route by the simulation apparatus according to the present invention.
First, calculate the specification input means 1, the altitude h 1 of transmit antennas, altitude h 2 receive antennas, and inputs the horizontal distance d between the transmitting antenna and the receiving antenna (calculated specification input step) (S11). Next, of the altitude h 1 of the transmitting antenna and the altitude h 2 of the receiving antenna, the lower altitude is equally divided into a numerical value set with a predetermined accuracy, and the ground reflection position is determined for each equally divided position. Calculate (reflection position calculation step) (S12). Next, the horizontal position d is equally divided into numerical values set with a predetermined accuracy, and the transmission antenna and the reception antenna are equally divided from the ground reflection position calculated in the reflection position calculation step so as to be connected with a straight line. The altitude of the ground reflected wave route is calculated for each horizontal position (elevation calculating step) (S13). Next, the altitude calculated in the altitude calculating step is plotted for each equally divided horizontal position to display the ground reflected wave route between the transmitting antenna and the receiving antenna (display step) (S14).
The ground reflected wave route simulation procedure is to input each calculation specification, equally divide the altitude of the antenna with the lower altitude by a numerical value with a predetermined accuracy, and calculate the distance between the transmitting antenna and the receiving antenna from the calculated ground reflection position. The altitude of the ground reflected wave route is calculated for each equally divided horizontal position so as to be connected by a straight line, and plotted for each horizontal position where this altitude is equally divided and displayed on the display means 6. Thereby, when combining with a line-of-sight map, it is possible to immediately grasp which ground surface is a reflection point.
図５（ａ）は本発明に係るシミュレーション装置により第１フレネルゾーンを実際にシミュレーションした場合の実施例を説明する図である。
例えば、説明を簡略化するために、水平距離ｄを０ｍ、４．７Ｋｍ、８．８Ｋｍの３点についてシミュレーションした場合を考える。尚、周波数ｆは６５００ＭＨｚ、ｈ１＝２０３ｍ、ｈ２＝９７０ｍ、ｄ＝８８００ｍとする。まず、式（２）より、ｄ１を求めるために、ｈｒ＝０、ｈｒ＝４．７Ｋｍ，ｈｒ＝８．８Ｋｍを代入すると、右表のように、ｄ＝０のとき、「２０３，２０３」、ｄ＝４．７Ｋｍのとき、「６２２，６０２」、ｄ＝８．８Ｋｍのとき、「９７０，９７０」となり、ｄ＝４．７Ｋｍのとき、「６２２，６０２」のときの直径が２０ｍであるので、半径ｈＤ＝１０ｍとなる。従って、第１フレネルゾーンは、送受信間を直線で結んだ最短経路からの伝搬パスの差が半波長以内に収まるような曲がった伝播パスが存在する範囲となる。
FIG. 5A is a view for explaining an embodiment when the first Fresnel zone is actually simulated by the simulation apparatus according to the present invention.
For example, to simplify the explanation, consider a case where a simulation is performed with respect to three points of the horizontal distance d of 0 m, 4.7 km, and 8.8 km. The frequency f is 6500 MHz, h 1 = 203 m, h 2 = 970 m, and d = 8800 m. First, in order to obtain d 1 from equation (2), if h r = 0, h r = 4.7 Km, h r = 8.8 Km are substituted, as shown in the right table, when d = 0, “ 203, 203 ”, when d = 4.7 km,“ 622, 602 ”, when d = 8.8 km,“ 970, 970 ”, when d = 4.7 km, when“ 622, 602 ” Since the diameter is 20 m, the radius h D = 10 m. Therefore, the first Fresnel zone is a range in which there is a curved propagation path in which the difference in propagation path from the shortest path connecting transmission and reception is within a half wavelength.
図５（ｂ）は本発明に係るシミュレーション装置により地上反射波ルートを実際にシミュレーションした場合の実施例を説明する部分拡大図である。例えば、説明を簡略化するために、水平距離ｄ１を０ｍ、２９３ｍ、５８７ｍ、８８０ｍ、１１７３ｍ、１４６７ｍの６点についてシミュレーションした場合を考える。そして、ＧＬが０ｍ、５０ｍ、１００ｍ、１５０ｍごとにそれぞれ計算した結果を右表に示す。この計算結果から明らかなとおり、ＧＬ＝０の場合（×印）、各ｄ１ポイントでは、２０３ｍ、１６３ｍ、１２４ｍ、８５ｍ、４６ｍ、７ｍとなり、直線的に減少するのがわかる。また、各ＧＬごとに反射点が高くなることが理解できる。更に、各反射点を境にそれ以降は上昇して、最終的に受信アンテナの標高９７０ｍに達する。 FIG. 5B is a partially enlarged view for explaining an embodiment when the ground reflected wave route is actually simulated by the simulation apparatus according to the present invention. For example, in order to simplify the description, consider a case in which the horizontal distance d 1 is simulated for 6 points of 0 m, 293 m, 587 m, 880 m, 1173 m, and 1467 m. And the result calculated for every GL 0m, 50m, 100m, and 150m is shown in the right table, respectively. As is apparent from this calculation result, when GL = 0 (x mark), at each d 1 point, it becomes 203 m, 163 m, 124 m, 85 m, 46 m, and 7 m, and it can be seen that it decreases linearly. Moreover, it can be understood that the reflection point becomes higher for each GL. Furthermore, it rises after each reflection point and finally reaches the altitude of 970 m of the receiving antenna.
図６は、本発明に係るシミュレーション装置によりシミュレーションした結果を図示したものであり、（ａ）は第１フレネルゾーンの表示例を示す図、（ｂ）は地上反射波ルートの表示例を示す図、（ｃ）は見通し図の表示例を示す。
図６（ａ）のように、算定諸元入力手段１により、送信アンテナの標高ｈ１、受信アンテナの標高ｈ２、送信アンテナと受信アンテナ間の水平距離ｄ、及びマイクロ波無線伝送装置で使用する電波の周波数６５００ＭＨｚを入力し、水平距離ｄを所定の精度で設定している数値に１５等分し、１５等分された位置ごとに第１フレネルゾーンの半径ｈＤを式（１）より算出する。そして、算出された１５等分された位置ごとの半径をプロットして結ぶことにより、図６（ａ）の線分１１，１２のような図が表示される。
FIGS. 6A and 6B illustrate the result of simulation by the simulation apparatus according to the present invention. FIG. 6A is a diagram illustrating a display example of the first Fresnel zone, and FIG. 6B is a diagram illustrating a display example of the ground reflected wave route. , (C) shows a display example of a perspective map.
As shown in FIG. 6 (a), the calculation by the specification input means 1, used in the horizontal distance d, and a microwave radio transmission device between altitude h 1 of transmit antennas, receive antennas altitude h 2, transmit and receive antennas The frequency 6500 MHz of the radio wave to be input is input, the horizontal distance d is divided into 15 equal to the numerical value set with a predetermined accuracy, and the radius h D of the first Fresnel zone is calculated from the equation (1) for each of the 15 divided positions. calculate. Then, by plotting and connecting the calculated radii for each of the equally divided positions, a diagram such as line segments 11 and 12 in FIG. 6A is displayed.
また、図６（ｂ）のように、算定諸元入力手段１により、送信アンテナの標高ｈ１、受信アンテナの標高ｈ２、及び送信アンテナと受信アンテナ間の水平距離ｄを入力する。そして、送信アンテナの標高ｈ１、及び受信アンテナの標高ｈ２のうち、低い方の標高（ｈ１）を所定の精度で設定している数値に２０等分し、２０等分された位置ごとに地表反射位置を式（２）、（３）により算出する。そして、水平位置ｄを所定の精度で設定している数値に１５等分し、反射位置算出ステップにより算出した地表反射位置から送信アンテナ及び受信アンテナ間が直線で結ばれるように、１５等分された水平位置ごとに地表反射波ルートの標高を算出する。算出された標高を１５等分された水平位置ごとにプロットして結ぶことにより、線分１５〜１８のような図が表示される。尚、図では線分１５〜１８のみ記載しているが、実際は、２０本の線分が表示される。 Further, as in FIG. 6 (b), the calculation specification input means 1, inputs the horizontal distance d between the elevation h 1 of transmit antennas, altitude h 2 receive antennas, and transmit and receive antennas. Then, of the altitude h 1 of the transmitting antenna and the altitude h 2 of the receiving antenna, the lower altitude (h 1 ) is divided into 20 equal values set with a predetermined accuracy, and every 20 divided positions The ground surface reflection position is calculated according to equations (2) and (3). Then, the horizontal position d is divided into 15 equal to the numerical value set with a predetermined accuracy, and the transmission antenna and the reception antenna are divided into 15 equal parts from the ground reflection position calculated in the reflection position calculation step. The altitude of the surface reflected wave route is calculated for each horizontal position. By plotting and connecting the calculated altitudes for each horizontal position divided into 15 equal parts, a diagram such as line segments 15 to 18 is displayed. Although only the line segments 15 to 18 are shown in the figure, 20 line segments are actually displayed.
また、図６（ｃ）のように、送信アンテナ２０と受信アンテナ２２を設置した地形２１の見通し図（地形断面図）Ｃを、図６（ａ）と（ｂ）の縮尺に合わせて表示する。この図では、送信アンテナ２０の標高は、２０３ｍであり、受信アンテナ２２の標高は９７０ｍである。本発明では、シミュレーション手段２により得られた各シミュレーション結果（図６（ａ）のＡと（ｂ）のＢ）と送受信点間の見通し図Ｃの縮尺を合わせて結合する結合手段３を有する。
Further, as shown in FIG. 6C, a line-of-sight map (topographical sectional view) C of the
図７は結合手段により第１フレネルゾーン、地上反射波ルート、及び見通し図を結合した結果を表示した図である。第１フレネルゾーンＡは、送信アンテナの標高２０３ｍから受信アンテナの標高９７０ｍの符号２０と２２間を楕円形で結合したものとなる。また、地上反射波ルートＢは、２０本の反射点が異なるルートとして、符号２０と２２間を直線で結合したものとなる。また、見通し図Ｃは、縮尺を合わせて同じ画面上に表示する。この結果、第１フレネルゾーン内に山稜などの障害物がないこと、および反射点が地表面と重なる反射波ルートが存在しない場合は、良好な無線伝送が可能であると判断する。また、地上反射波ルートＢの反射点とその直下の地表面との間の距離により、地上反射点との余裕度を表す。
FIG. 7 is a diagram showing the result of combining the first Fresnel zone, the ground reflected wave route, and the line-of-sight map by the combining means. In the first Fresnel zone A, the
以上のとおり、本発明では、第１フレネルゾーンＡと地上反射波ルートＢを個別にシミュレーションして、それらの結果を見通し図Ｃと結合するので、シミュレーション結果をデータとして定量的に確認すると共に、表示手段６により視覚的に確認することもできる。
また、第１フレネルゾーンＡの半径ｈＤおよび地上反射点ｄ１を求める式は公知であり、両アンテナから反射点までのそれぞれの距離ｄ１、ｄ２、両アンテナ間の水平距離ｄ、及び、マイクロ波の周波数ｆにより求めることができる。また、両アンテナから反射点までのそれぞれの距離ｄ１、ｄ２は、送受信アンテナのそれぞれの標高ｈ１、ｈ２と反射点の標高ｈｒがわかれば求めることができるので、少ない算定諸元により正確にシミュレーションすることができる。
また、本発明による第１フレネルゾーンＡのシミュレーションの手順は、各算定諸元を入力し、送受信間の水平距離ｄを所定の精度の数値で１５等分し、１５等分した位置ごとに第１フレネルゾーンＡの半径ｈＤを計算して、その計算結果をプロットして表示手段６に表示するので、送受信点間の第１フレネルゾーンＡを視覚的に明示することができる。
また、地上反射波ルートＢのシミュレーションの手順は、各算定諸元を入力し、標高が低い方のアンテナの標高ｈ１を所定の精度の数値で２０等分し、算出した地表反射位置から送信アンテナ及び受信アンテナ間が直線で結ばれるように、１５等分された水平位置ごとに地表反射波ルートの標高を算出し、この標高を２０等分した水平位置ごとにプロットして表示手段６に表示するので、見通し図と合成した場合に、どの地表面が反射点かを即座に把握することができる。
As described above, in the present invention, the first Fresnel zone A and the ground reflected wave route B are individually simulated, and those results are combined with the line-of-sight map C. Therefore, the simulation results are quantitatively confirmed as data, It can also be visually confirmed by the display means 6.
Also, the equations for determining the radius h D of the first Fresnel zone A and the ground reflection point d 1 are known, and the distances d 1 and d 2 from the two antennas to the reflection point, the horizontal distance d between the two antennas, and , And can be obtained from the frequency f of the microwave. Further, since the distances d 1 and d 2 from both antennas to the reflection point can be obtained if the altitudes h 1 and h 2 of the transmission / reception antenna and the altitude h r of the reflection point are known, there are few calculation specifications. Can be simulated more accurately.
Also, the simulation procedure of the first Fresnel zone A according to the present invention inputs each calculation specification, divides the horizontal distance d between transmission and reception into 15 equal parts by a numerical value with a predetermined accuracy, and performs the first for every 15 divided positions. Since the radius h D of one Fresnel zone A is calculated and the calculation result is plotted and displayed on the display means 6, the first Fresnel zone A between the transmission and reception points can be clearly shown visually.
Moreover, the simulation procedure of the ground reflected wave route B inputs each calculation specification, divides the altitude h 1 of the antenna with the lower altitude into 20 equal parts by a numerical value with a predetermined accuracy, and transmits from the calculated ground reflection position. The altitude of the ground reflected wave route is calculated for each horizontal position divided by 15 so that the antenna and the receiving antenna are connected by a straight line, and the altitude is plotted for each horizontal position obtained by dividing this altitude by 20 to display means 6. Since it is displayed, when it is combined with the perspective map, it is possible to immediately grasp which ground surface is the reflection point.
１ 算定諸元入力手段、２ シミュレーション手段、３ 結合手段、４ 制御部、５ 演算手段、６ 表示手段、７ 反射点、２０ 送信アンテナ、２１ 地形、２２ 受信アンテナ、５０ シミュレーション装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Calculation specification input means, 2 Simulation means, 3 Connection means, 4 Control part, 5 Calculation means, 6 Display means, 7 Reflection point, 20 Transmission antenna, 21 Topography, 22 Reception antenna, 50 Simulation apparatus
Claims (4)
第１フレネルゾーン、及び地上反射波ルートをシミュレーションするために必要な算定諸元を入力する算定諸元入力手段と、
前記算定諸元に基づいて前記第１フレネルゾーン、及び前記地上反射波ルートを送受信点間の水平距離ごとにシミュレーションするシミュレーション手段と、
該シミュレーション手段により得られた各シミュレーション結果と前記送受信点間の見通し図の縮尺を合わせて結合する結合手段と、
該結合手段の結果を画像として表示する表示手段と、
前記結合手段の結果から前記第１フレネルゾーン内の障害物及び反射点と重なる地表面の有無や余裕度を演算する演算手段と、
を備えたことを特徴とする電波障害判定シミュレーション装置。 A radio interference determination simulation apparatus for determining presence, absence, and status of radio interference in microwave radio transmission,
Calculation item input means for inputting calculation items necessary for simulating the first Fresnel zone and the ground reflected wave route;
Simulation means for simulating the first Fresnel zone and the ground reflected wave route for each horizontal distance between transmission and reception points based on the calculation specifications;
Coupling means for coupling the simulation results obtained by the simulation means together with the scale of the line-of-sight map between the transmission and reception points;
Display means for displaying the result of the combining means as an image;
A computing means for computing the presence and margin of a ground surface overlapping with obstacles and reflection points in the first Fresnel zone from the result of the coupling means;
A radio disturbance determination simulation device comprising:
前記第１フレネルゾーンに係るシミュレーションは、前記算定諸元入力手段により、前記送信アンテナの標高、前記受信アンテナの標高、前記送信アンテナと受信アンテナ間の水平距離、及び前記マイクロ波無線伝送装置で使用する電波の周波数を入力する算定諸元入力ステップと、
前記水平距離を所定の精度で設定している数値に等分し、該等分された位置ごとに前記第１フレネルゾーンの半径を算出する半径算出ステップと、
該半径算出ステップにより算出された前記等分された位置ごとの半径をプロットする表示ステップと、
を含んでいることを特徴とするシミュレーション方法。 A simulation method according to the radio interference determination simulation apparatus according to claim 1 or 2,
The simulation related to the first Fresnel zone is used by the calculation specification input means in the altitude of the transmitting antenna, the altitude of the receiving antenna, the horizontal distance between the transmitting antenna and the receiving antenna, and the microwave radio transmission apparatus. A calculation specification input step for inputting the frequency of the radio wave to be transmitted;
A radius calculating step of equally dividing the horizontal distance into a numerical value set with a predetermined accuracy and calculating a radius of the first Fresnel zone for each of the equally divided positions;
A display step of plotting a radius for each of the equally divided positions calculated by the radius calculating step;
The simulation method characterized by including.
前記送信アンテナの標高、及び前記受信アンテナの標高のうち、低い方の標高を所定の精度で設定している数値に等分し、該等分された位置ごとに地表反射位置を算出する反射位置算出ステップと、
前記水平位置を所定の精度で設定している数値に等分し、前記反射位置算出ステップにより算出した地表反射位置から前記送信アンテナ及び受信アンテナ間が直線で結ばれるように、前記等分された水平位置ごとに地表反射波ルートの標高を算出する標高算出ステップと、
該標高算出ステップにより算出された標高を前記等分された水平位置ごとにプロットする表示ステップと、
を含んでいることを特徴とする請求項３に記載のシミュレーション方法。 The simulation related to the ground reflected wave route includes a calculation specification input step of inputting an elevation of the transmission antenna, an elevation of the reception antenna, and a horizontal distance between the transmission antenna and the reception antenna by the calculation specification input means. ,
A reflection position that equally divides the lower altitude of the transmitting antenna and the receiving antenna into a numerical value that is set with a predetermined accuracy, and calculates a ground reflection position for each of the equally divided positions. A calculation step;
The horizontal position is equally divided into numerical values set with a predetermined accuracy, and the transmission antenna and the reception antenna are linearly connected from the ground reflection position calculated by the reflection position calculation step. An altitude calculation step for calculating the altitude of the surface reflected wave route for each horizontal position;
A display step for plotting the altitude calculated by the altitude calculating step for each of the equally divided horizontal positions;
The simulation method according to claim 3, further comprising:
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