Análisis mediante simulación de la propagación de señales UHF en túneles subterráneos en base al modelo de trazado de rayos (caso de estudio Metro de Quito)

Parra López, Evelyn Rossana

2020-04-21

Parra López, E. R. (2020). Análisis mediante simulación de la propagación de señales UHF en túneles subterráneos en base al modelo de trazado de rayos (caso de estudio Metro de Quito). 151 hojas. Quito : EPN.
T-IE/5054/CD 10443

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El modelo de trazado de rayos, Ray Tracing, es aplicado para analizar la propagación de una señal de radio en la banda UHF en el interior del túnel del Metro de Quito. El modelo incorpora los principios de la Óptica Geométrica para determinar el comportamiento de una onda electromagnética como si fuese un rayo que sufre múltiples reflexiones. Los elementos que destacan en la simulación son la representación en tres dimensiones del túnel y la representación en 3D de la fuente geodésica de rayos. En el cálculo de la potencia de recepción se asume que las paredes del túnel son un medio homogéneo reflectante, las pérdidas en el interior del túnel se basan en la Ecuación de Friis para determinar las pérdidas en el espacio libre. La simulación es realizada en Matlab. Mediante una interfaz gráfica se pueden modificar los parámetros de entrada. El estudio considera la colocación de una antena en la entrada y salida de cada tramo del túnel. El trabajo incluye la presentación del perfil de retardo de potencia, gráficas de desvanecimiento de potencia y un mapa de calor para visualizar el nivel de potencia que tiene la señal en el interior del túnel.

The Ray Tracing model is applied to analyze the propagation of a radio signal in the UHF band inside the Quito Metro tunnel. The model incorporates the principles of Geometric Optics to determine the behavior of an electromagnetic wave as if it were a ray that suffers multiple reflections. The elements that stand out in the simulation are: the 3D representation of the tunnel and the 3D representation of the geodesic ray source. In order to estimate the received power, it is assumed that the tunnel walls are a homogeneous reflecting medium, the losses inside the tunnel are based on the Friis Equation to determine the losses in the free space. The simulation is performed in Matlab. By means of a graphic interface, the input parameters can be modified. The study considers the placement of an antenna at the entrance and exit of each section of the tunnel. The work includes the presentation of the power delay profile, the power fading graph and a heat map to visualize the power level of the signal inside the tunnel.

Lupera Morillo, Pablo Aníbal, director

SEÑALES UHF; TÚNELES; RAYOS;