基于通信的列控系統(tǒng)中漏泄波導的建模與分析.pdf

1、基于通信的列控系統(tǒng)(Communication-based Train Control，CBTC)采用基于IEEE802.11無線局域網(wǎng)(WLAN)技術實現(xiàn)車地雙向無線通信。CBTC車地通信系統(tǒng)采用自由波傳輸車地信息，容易受到外界干擾。漏泄波導具有傳輸損耗低、抗干擾能力強等優(yōu)點，可大大提高車地通信系統(tǒng)的可靠性和安全性，已逐漸應用到CBTC系統(tǒng)中。
　　本文研究了矩形波導的傳播原理和波導縫隙理論，利用磁偶極子等效原理建立了漏泄波導模

2、型。通過HFSS(High Frequency Structure Simulator)軟件仿真和實際測試得到漏泄波導上方的信號分布特征，并與漏泄波導的信道模型對比，從而驗證了模型的合理性。
　　本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)矩形波導傳播原理的研究。結合國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，研究矩形波導的基本傳播理論，分析波導內(nèi)部電磁波的傳輸模式及其場分布情況。
　　(2)漏泄波導縫隙理論的分析。綜合矩形波導的傳播原理和波導內(nèi)壁電流分

3、布特性，研究波導開槽原理，從而分析縫隙位置對漏泄波導輻射性能的影響，為波導縫隙設計提供了理論依據(jù)。
　　(3)磁偶極子等效原理建立漏泄波導的信道模型并分析其輻射特性。本文采用磁偶極子等效原理結合天線陣列理論，建立CBTC運營環(huán)境下漏泄波導的信道模型，給出漏泄波導上方信號強度的計算方法，分析漏泄波導上方的輻射特性和信號分布趨勢。
　　(4)軟件仿真和現(xiàn)場測試驗證漏泄波導信道模型。本文通過HFSS軟件在不同接收高度、縫隙尺寸和開

4、縫形式的情況下進行仿真實驗得到信號分布情況。搭建漏泄波導測試平臺針對仿真內(nèi)容進行實際測試，進一步分析漏泄波導的輻射特性，從而驗證漏泄波導模型的合理性。
　　結果表明:通過磁偶極子等效方法建立的信道模型得到的信號強度和分布趨勢與軟件仿真和實際測試結果基本一致，可驗證模型的合理性。不同的接收高度、縫隙尺寸和開縫形式對漏泄波導的輻射能力有明顯影響;尤其以圓孔和長縫形式對比發(fā)現(xiàn)，在開縫面積相同的情況下，垂直于中心軸線的長縫縫隙作為漏泄波導