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buildingMaterialPermittivity
説明
例
さまざまな建物の材料の誘電率の計算
ITU-R P.2040、表 3 のテキスト分類で定義されているさまざまな建物の材料の 9 GHz における比誘電率と伝導率を計算します。
material = ["vacuum";"concrete";"brick";"plasterboard";"wood"; ... "glass";"ceiling-board";"chipboard";"floorboard";"metal"]; fc = repmat(9e9,size(material)); % Frequency in Hz [permittivity,conductivity] = ... arrayfun(@(x,y)buildingMaterialPermittivity(x,y),material,fc);
結果を表に示します。
varNames = ["Material";"Permittivity";"Conductivity"]; table(material,permittivity,conductivity,'VariableNames',varNames)
ans=10×3 table
Material Permittivity Conductivity
_______________ ____________ ____________
"vacuum" 1 0
"concrete" 5.31 0.19305
"brick" 3.75 0.038
"plasterboard" 2.94 0.054914
"wood" 1.99 0.049528
"glass" 6.27 0.059075
"ceiling-board" 1.5 0.0064437
"chipboard" 2.58 0.12044
"floorboard" 3.66 0.085726
"metal" 1 1e+07
さまざまな周波数におけるコンクリートの誘電率と伝導率のプロット
指定した周波数におけるコンクリートの比誘電率と伝導率を計算します。
fc = ((1:1:10)*10e9); % Frequency in Hz [permittivity,conductivity] = ... arrayfun(@(y)buildingMaterialPermittivity("concrete",y),fc);
周波数の範囲全体でコンクリートの比誘電率と伝導率をプロットします。
figure yyaxis left plot(fc,permittivity) ylabel('Relative Permittivity') yyaxis right plot(fc,conductivity) ylabel('Conductivity (S/m)') xlabel('Frequency (Hz)') title('Permittivity and Conductivity of Concrete')
入力引数
material
— 建物の材料
"vacuum"
| "concrete"
| "brick"
| "plasterboard"
| ...
建物の材料。string のベクトル、あるいは以下のオプションの 1 つ以上を含む、同等の文字ベクトルまたは文字ベクトルの cell 配列として指定します。
"vacuum" | "glass" | "very-dry-ground" |
"concrete" | "ceiling-board" | "medium-dry-ground" |
"brick" | "floorboard" | "wet-ground" |
"plasterboard" | "chipboard" | |
"wood" | "metal" |
例: ["vacuum" "brick"]
データ型: char
| string
fc
— 搬送波周波数
正のスカラー
搬送波周波数 (Hz 単位)。正のスカラーとして指定します。
メモ
material
が "very-dry-ground"
、"medium-dry-ground"
または "wet-ground"
の場合、fc
は [1e6, 10e6] の範囲になければなりません。
データ型: double
出力引数
詳細
ITU 建物の材料
ITU-R P.2040-1[1]の 3 節には、最大 100 GHz の搬送周波数における一般的な建物材料の実数の比誘電率、伝導率、および複素比誘電率を計算するために使用されるメソッド、方程式、および値が記載されています。
関数 buildingMaterialPermittivity
は、ITU-R P.2040-1 の方程式を使用してこれらの値を計算します。
比誘電率の実数部は、
epsilon
= afb.として計算されます。
epsilon
の計算は方程式 (58) に基づいています。f は周波数 (GHz 単位) です。a と b の値は、ITU-R P.2040-1 の表 3 で指定されています。伝導率 (ジーメンス毎メートル単位) は、
sigma
= cfd.として計算されます。
sigma
の計算は方程式 (59) に基づいています。f は周波数 (GHz 単位) です。c と d の値は、ITU-R P.2040-1 の表 3 で指定されています。複素比誘電率は次のように計算されます。
complexepsilon
=epsilon
– 1isigma
/ (2πfcε0).complexepsilon
の計算は方程式 (59) および (9b) に基づいています。fc は搬送波周波数 (Hz 単位) です。ε0 = 8.854187817×10-12 ファラド/m です。ここで ε0 は自由空間の誘電率です。
b または d の値がゼロの場合、epsilon
または sigma
の対応する値はそれぞれ a または c で、周波数に依存しません。
以下の表に、ITU-RP.2040-1 の表 3 の内容を示します。比誘電率と伝導率の計算には、値 a、b、c、d が使用されます。3 つの地面タイプに関する注記を除き、この表に示されている周波数範囲はハード制限ではなく、モデルの派生に使用される測定値を示しています。関数 buildingMaterialPermittivity
は、注記のある制限に該当しない周波数の比誘電率と伝導率の値を内挿または外挿します。最大 1000 GHz の搬送周波数における関数として、さまざまな地面のタイプの比誘導率と伝導率を計算するには、関数 earthSurfacePermittivity
を参照してください。
材料クラス | 比誘電率の実数部 | 伝導率 (S/m) | 周波数範囲 (GHz) | ||
---|---|---|---|---|---|
a | b | c | d | ||
真空 (~ 空気) | 1 | 0 | 0 | 0 | [0.001, 100] |
コンクリート | 5.31 | 0 | 0.0326 | 0.8095 | [1, 100] |
れんが | 3.75 | 0 | 0.038 | 0 | [1, 10] |
石こうボード | 2.94 | 0 | 0.0116 | 0.7076 | [1, 100] |
木材 | 1.99 | 0 | 0.0047 | 1.0718 | [0.001, 100] |
ガラス | 6.27 | 0 | 0.0043 | 1.1925 | [0.1, 100] |
天井板 | 1.50 | 0 | 0.0005 | 1.1634 | [1, 100] |
ボール紙 | 2.58 | 0 | 0.0217 | 0.78 | [1, 100] |
床板 | 3.66 | 0 | 0.0044 | 1.3515 | [50, 100] |
金属 | 1 | 0 | 107 | 0 | [1, 100] |
非常に乾燥した地面 | 3 | 0 | 0.00015 | 2.52 | [1, 10] のみ(a) |
中程度に乾燥した地面 | 15 | – 0.1 | 0.035 | 1.63 | [1, 10] のみ(a) |
湿った地面 | 30 | – 0.4 | 0.15 | 1.30 | [1, 10] のみ(a) |
メモ (a): 3 つの地面タイプ (非常に乾燥した地面、中程度に乾燥した地面、湿った地面) については、注記の周波数制限を超えることはできません。 |
参照
[1] International Telecommunications Union Radiocommunication Sector. Effects of building materials and structures on radiowave propagation above about 100MHz. Recommendation P.2040-1. ITU-R, approved July 29, 2015. https://www.itu.int/rec/R-REC-P.2040/en.
拡張機能
C/C++ コード生成
MATLAB® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。
使用上の注意および制限:
複数の反射性材料を指定する場合は、各値を cell 配列内の文字ベクトル (char
データ型) として定義する必要があります。
バージョン履歴
R2020a で導入
MATLAB コマンド
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コマンドを MATLAB コマンド ウィンドウに入力して実行してください。Web ブラウザーは MATLAB コマンドをサポートしていません。
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