隧道無線電波的傳播衰減特性及覆蓋方案設計.pdf

1、本文以廈門廈工機械股份有限公司“滑移裝載機遠程無線監(jiān)視與控制系統(tǒng)”項目為研究背景，采用理論分析、計算機仿真和實地測試實驗的方法，著力研究了當無人裝載機在隧道內(nèi)工作時無線電波的傳播衰減特性，提出了隧道內(nèi)無線電波傳播衰減模型以及在不同隧道中WLAN的覆蓋方案和優(yōu)化的設計，并且進行了隧道WLAN覆蓋區(qū)的實地調(diào)試，保證了隧道內(nèi)WLAN的覆蓋。就此，本文主要開展了以下研究工作:
　　1、本文將電磁波理論公式結合隧道內(nèi)無線電波的傳播方式特點，

2、采用波模匹配分析法從理論上分析了電波頻率、隧道壁的相對介電常數(shù)、截面尺寸以及彎曲半徑對電波傳輸?shù)挠绊?，并根?jù)隧道內(nèi)電波的傳播特點，提出了無線電波在隧道內(nèi)的傳播損耗模型。根據(jù)建立的傳播損耗模型，預算了三種天線條件下隧道覆蓋距離，設計了覆蓋方案并提出了網(wǎng)絡優(yōu)化解決辦法。
　　2、提出了用AnsoftHFSS三維軟件對隧道波導進行建模仿真的方法，仿真得出了隧道波導中電波的傳播常數(shù)，直觀圖示了隧道波導無線電波的空間場分布，驗證了理論方法的

3、可行性和正確性。
　　3、通過對隧道內(nèi)三種天線方案的電波信號強度、傳播速率、時延及丟包率的測試，得出了信號質量與傳播距離的變化規(guī)律，擬合了傳播衰減曲線，驗證了隧道內(nèi)電波傳播衰減模型的可行性和準確性。
　　4、對預算得到的隧道WLAN覆蓋區(qū)進行了現(xiàn)場調(diào)試和對比試驗，實驗結果表明覆蓋區(qū)內(nèi)信號穩(wěn)定、可靠。在研究的基礎上，搭建了無人裝載機遠程控制系統(tǒng)并取得了良好的研究成果，這為隧道工程機械信息化、自動化作業(yè)的實現(xiàn)提供了一個很好的平臺