基于射線跟蹤仿真的彎曲隧道中電波傳播特性研究.pdf

1、社會經(jīng)濟發(fā)展越來越快，人們的精神與物質(zhì)需求越來越高，通信中進一步提高與優(yōu)化用戶體驗是必然趨勢，也是人們不斷努力的目標。
　　城市迅速擴張意味著涌入了更多的人口，交通壓力是城市生活中永恒的話題，地鐵、高鐵等受限空間的利用為人們打造了方便快捷的生活方式。在通信領(lǐng)域中，受限空間不同于開放空間，電波傳播特性有所改變。幾十年來，已經(jīng)有一些學者對直隧道進行研究，并提出了很重要的理論和模型。可是關(guān)于彎曲隧道的研究還比較少，電波在彎曲隧道中傳播產(chǎn)

2、生的路徑損耗比電波在直隧道中傳播產(chǎn)生的路徑損耗更大，本文的創(chuàng)新點在于通過對這種電波在彎曲隧道中產(chǎn)生的額外損耗進行仿真、提取、分析和建模來研究電波在彎曲隧道中的傳播特性。
　　本文主要工作如下:
　　(1)通過仿真的方式得到所需的直隧道和彎曲隧道內(nèi)接收信號功率，分別對不同橫截面形狀的隧道進行仿真，如矩形橫截面隧道、拱形橫截面隧道（本文稱為“Typel型隧道”）和馬蹄形橫截面隧道（本文稱為“Type2型隧道”），也對不同信號的發(fā)

3、射頻率、彎曲隧道的不同曲率半徑以及隧道內(nèi)接收機的不同位置進行仿真，為后續(xù)電波傳播特性的研究提供數(shù)據(jù)。
　　(2)根據(jù)仿真得到的數(shù)據(jù)計算路徑損耗因子，探究隧道內(nèi)不同因素對電波傳播損耗的影響。發(fā)現(xiàn)彎曲隧道的曲率半徑越小（隧道彎曲程度越大），損耗因子越大，表明隧道彎曲減少了波導效應。發(fā)現(xiàn)發(fā)射信號的頻率越高，損耗因子越大，損耗越大。此外，論文還探討了隧道橫截面以及隧道內(nèi)不同位置的接收機對損耗因子的影響。
　　(3)對彎曲隧道場景仿真

4、得到的數(shù)據(jù)進行額外損耗的計算，探究隧道內(nèi)不同因素對額外損耗的影響。額外損耗是一個相對概念，指電波在彎曲隧道內(nèi)傳播產(chǎn)生的損耗與相同環(huán)境下在直隧道中產(chǎn)生的損耗之差。根據(jù)觀察到的額外損耗的特性，提出在距離上對額外損耗進行階段分析，共分成三個階段，為彎曲隧道的額外損耗建立更精確的模型。發(fā)現(xiàn)三個階段中，彎曲隧道曲率半徑越?。◤澢潭仍酱螅~外損耗越大;在前兩個階段中，發(fā)射信號的頻率越高，額外損耗越大，但在第三個階段中沒有顯示出這樣的特性;此外，