随着科学技术的快速发展,通信技术经历了从有线到无线的阶段,通信技术的广泛应用意味着人类社会已经进入了信息化阶段。电磁波作为无线通信信号的主要载体,在不同环境中与地表媒质的相互作用呈现出动态复杂多样的特征。电磁波在给定区域内所有电磁现象的总和称之为电磁环境,各种地理场景中不同地表的电磁环境,其地位作用与地形、气象、水文等传统环境要素同等重要。同时学者们对有关电磁环境的相关理论研究与实验测试做了大量的工作。理论的发展需要实验来验证,实验的开展需要理论来指导,因此,本文采用理论分析与实验测试相结合的方法,首先介绍天线的辐射场,并根据镜像原理建立半空间背景下天线辐射电场的物理模型,进一步给出在该物理模型下几种计算空间场强的方法,其中详细研究公式计算法和方向图法,并将两者计算结果作对比,为后续工作做理论支持;其次,由于实际中的地面几乎都是凹凸不平的,因此本文基于粗糙地形进行电磁环境的建模仿真研究,采用蒙特卡洛(Monte Carlo)方法模拟生成高斯型粗糙表面,然后将高斯型粗糙表面构建为相应统计参数的高斯型粗糙地形,再借助Wireless InSite,得到不同统计参数粗糙地形的电场空间分布规律,在此基础上,继续探究不同类型的天线在粗糙地形上的电磁仿真结果;再次,本文搭建电磁环境测试系统,对不同场景下的植被环境进行布点测试,测试的植被环境主要有草地场景、灌木丛场景以及树林场景,测试的参数分别为接收电场强度和接收功率。同时本文给出一种从理论上计算植被环境空间场强的方法,该方法采用传输线模型,通过测试系统中喇叭天线的方向图文件计算得到电场强度,该方向图文件包含俯仰角θ、方位角φ在三维方向上的增益信息和相位信息,并将理论计算结果与实测结果作对比。针对电磁环境在时间和频段上具有动态变化的特性,本文还借助于前端开发的知识进行空间监测系统的设计;最后,对全文进行了总结,并在本文研究工作的基础上确定下一步的研究方向与研究任务。综上所述,本文在一定程度上对不同地表下的电磁环境进行了分析与研究,对电磁环境仿真与预测有了基本的理解与掌握,虽然存在不足,但仍然对本课题组参与的研究任务给予了一定理论和实验上的支持和帮助,为今后研究的关键技术和方法提供参考。