三维射线传播模型仿真的常用模型及公式

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三维射线传播模型主要用于模拟无线电波、光波等电磁波在复杂环境中（如城市、室内、山地等）的传播行为。常用的三维射线传播模型主要包括：

• 射线跟踪模型(Ray Tracing)： 射线跟踪模型基于几何光学原理，追踪从发射机到接收机的所有可能的射线路径，包括直射、反射和折射路径。在无线电通信中，典型的应用包括：
  

• 射线树搜索(Ray Tree Search)：逐级追踪射线路径，计算射线遇到障碍物后的反射和衍射情况。
• 镜像点法(Mirror Point Method)：计算射线在光滑表面反射点的位置。
• 几何绕射(Diffraction Geometrically)：如 Knife-edge diffraction 和 Uniform Theory of Diffraction (UTD) 方法处理射线经过边缘或孔洞时的绕射现象。
  

公式方面，射线跟踪涉及基本的几何光学定律，如斯涅尔定律（Snell's Law）、反射定律和绕射积分公式。

• 射线干涉模型(Ray Interference Models)： 此类模型考虑射线到达接收点的相位差，从而计算合成场强。通常应用于毫米波和可见光传播等领域。
• 统计射线模型(Statistical Ray Tracing)： 如Radiosity方法和射线簇统计模型（Clustered Ray Tracing）。这类模型在大规模仿真时，通过统计射线路径的方式减少计算量，同时考虑射线传播的随机性。
• 射线弹跳模型(Bounce-Diffusion Model)： 用于描述射线在粗糙表面多次弹跳扩散的情况。
• 射线流体模型(Ray Fluid Model)： 介于几何光学和波动理论之间的模型，用于模拟射线在复杂环境中的流动特性。
• 物理光学模型(Physical Optics)： 适用于较大尺寸物体的电磁场分析，如波前分割法(Far Field Approximation)和物理光学积分方程法。
• 电波传播模型(Wireless Propagation Models)： 如 WINNER / ITU-R P models 等标准化模型，虽然不是严格的三维射线跟踪，但在无线通信领域广泛用于宏观尺度上的路径损耗预测。
  

在具体实现过程中，模型常常结合具体的环境数据，如地形数据、建筑物数据库、材料属性等，通过计算机程序进行仿真计算。工业级带有三维射线传播模型的网络规划设计App产品的企业主要包括诸如Ranplan等企业也能做到基于AI算法和优化算法灵活的融合传播模型算法，在建模和网络设计及指标仿真上都能完全覆盖网络规划设计要求。