面对第五代（The Fifth Generation, 5G）移动通信的需求，频谱资源短缺成为主要挑战之一。空地毫米波（Millimeter Wave, MmWave）通信结合了毫米波技术和无人机（Unmanned Aerial Vehicle，UAV）技术的优点，得到学术界和工业界的重视。毫米波经历严重的传播损耗，无人机通信场景复杂多变，对空地毫米波通信系统提出了更高的要求。论文全面考虑室外、穿透、室内损耗和天气因素，提出了一种复合传播损耗模型和一种LoS概率改进模型，对室外传播损耗进行统计平均；研究分析了天气损耗中的雨衰和大气吸收损，复现了雨衰模型；针对不同场景，利用确定性建模法中的射线跟踪法复现传播损耗，并与论文预测模型对比。论文主要研究工作如下：
　　（1）研究了电波传播机制，分析了几种典型的传播损耗模型并进行了仿真。综合考虑室外、穿透、室内损耗和雨衰等影响因素，提出一种无人机对地复合损耗预测模型。针对不同楼房密度和高度的城市、郊区和乡村等场景，提出了LoS概率改进模型，结合空中基站高度计算视距路径概率。仿真结果表明，农村场景由于楼房密度和高度较小，LoS 概率大于城市场景且随路径变化缓慢，城市场景则相反，导致城市LoS概率较小且随通信距离的增大快速下降。通信距离对损耗的影响大于UAV高度，且当UAV高度增加时对损耗的影响较小。
　　（2）研究了雨衰、沙尘、冰雹、氧气吸收损耗和水汽吸收损耗，仿真复现了ITU-R雨衰模型下雨衰值随频率、路径仰角和降雨率等因素的变化，研究分析了降雨时空地信道的路径缩短因子模型、热带地区雨滴尺寸对毫米波传播损耗的影响。仿真结果表明，在常用毫米波频段，雨衰随频率或降雨率的增加而显著增大，且通信链路穿过雨区的部分较为倾斜时毫米波衰减严重。降雨量较大的热带地区，雨滴尺寸与降雨率呈正相关。对氧气吸收损耗系数的插值结果表明，特定范围内的毫米波在远距离通信时会受到较严重的氧气吸收损耗。
　　（3）简化并复现了室内、城市和校园等复杂三维场景，包括地形重构和障碍物重构。研究了传播损耗、功率覆盖、功率时延谱、时延扩展和角度扩展等参数计算方法。仿真分析了室内场景射线路径和功率时延谱；城市场景下 UAV 信道的传播路径、功率延迟分布和功率覆盖情况；校园场景UAV毫米波信道的传播损耗特性。在校园场景下，针对UAV基站不同通信距离和高度，比较分析了论文预测结果与射线跟踪预测结果。仿真结果表明，论文统计预测结果与特定场景下射线跟踪计算结果基本符合，可以用于不同场景空中基站对地毫米波传播损耗的预测。