漏泄同軸電纜的仿真算法研究.pdf

1、近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)移動(dòng)通信的要求越來越高，人們希望在任何地點(diǎn)的任何時(shí)候與任何人都能及時(shí)進(jìn)行溝通與聯(lián)系。但是在封閉或者半封閉的空間，電磁波的傳播卻受到了很大的阻礙，電磁覆蓋效果不佳，并且在這些場所安裝天線也比較困難。而漏泄同軸電纜（簡稱漏纜）卻能彌補(bǔ)這些不足，它不僅有天線的功能，還有傳輸線的功能。漏纜通過對(duì)外導(dǎo)體上所開槽孔的控制，可以達(dá)到對(duì)信號(hào)盲區(qū)進(jìn)行覆蓋的功能。所以，漏纜在理論和設(shè)計(jì)上受到越來越多的人的關(guān)注。
　　

2、關(guān)于漏泄同軸電纜的理論研究比較復(fù)雜，在設(shè)計(jì)上主要還是以實(shí)驗(yàn)為主，但是實(shí)驗(yàn)研究的費(fèi)用多，且無法全面了解漏泄同軸電纜的輻射特性，所以仿真軟件也就應(yīng)運(yùn)而生。近年來，先后出現(xiàn)了一批比較優(yōu)秀的商業(yè)化電磁場仿真軟件，其中，國外軟件由于出現(xiàn)的較早，開發(fā)和應(yīng)用的時(shí)間也比較長，發(fā)展比較成熟，所以基本占領(lǐng)了國際市場。但是這些商用軟件其仿真求解的過程較為繁瑣，仿真計(jì)算過程非常耗時(shí)，無法直接得到所需的一些參數(shù)，企業(yè)不易掌握，企業(yè)缺少專門針對(duì)設(shè)計(jì)漏泄同軸電纜的計(jì)

3、算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）軟件。因而有必要開發(fā)出一款專門用來設(shè)計(jì)漏泄同軸電纜的軟件。為此，我們擬自主研究并設(shè)計(jì)開發(fā)一款專門針對(duì)漏泄同軸電纜的CAD軟件。本文隸屬于“漏泄同軸電纜理論分析及專業(yè)CAD軟件開發(fā)”項(xiàng)目，此項(xiàng)目包括對(duì)漏泄同軸電纜進(jìn)行理論研究，進(jìn)而開發(fā)出一款專門用來設(shè)計(jì)漏泄同軸電纜的仿真軟件，該CAD軟件大致可以分為三個(gè)模塊：編輯模塊、仿真計(jì)算模塊和圖形輸出模塊。本論文主要研究漏泄同軸電纜的理論分析以及仿真計(jì)算。
　　由于漏泄同

4、軸電纜所特有的周期性結(jié)構(gòu)，并根據(jù)Floquet原理，在整個(gè)漏泄同軸電纜的輻射機(jī)理研究過程中，求解漏泄同軸電纜的輻射場是最為關(guān)鍵的問題之一。對(duì)于漏泄同軸電纜的輻射場的求解主要分為兩個(gè)步驟：一是對(duì)槽孔縫隙表面的電磁場分布的求解；二是對(duì)槽孔縫隙的輻射場的求解。本文完成的主要工作為：
　　首先，研究了漏泄同軸電纜的基本結(jié)構(gòu)，討論了漏泄同軸電纜的分類及各自的泄漏機(jī)理，并研究了漏泄同軸電纜的主要電氣參數(shù)及其輻射特性，還簡要分析了研究漏泄同軸電

5、纜常用的方法。
　　其次，研究了直角坐標(biāo)下的時(shí)域有限差分法以及邊界條件——完全匹配層，分析了時(shí)域有限差分法的穩(wěn)定性，激勵(lì)源的選擇。為圓柱坐標(biāo)系下的時(shí)域有限差分法的研究打下基礎(chǔ)。
　　接著，結(jié)合漏泄同軸電纜的的形狀特性導(dǎo)出了圓柱直角坐標(biāo)系下適用于漏纜的時(shí)域有限差分法方程，并加入適當(dāng)?shù)奈者吔纾▓A柱坐標(biāo)系下的完全匹配層）和激勵(lì)源，此步用于計(jì)算漏纜槽孔表面的電磁場分布，還用并矢格林函數(shù)法研究了漏纜槽孔的輻射場，并詳細(xì)研究了漏泄同軸