基于通信的列控系統(tǒng)中漏泄波導(dǎo)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(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)技術(shù)實(shí)現(xiàn)車(chē)地雙向無(wú)線通信。CBTC車(chē)地通信系統(tǒng)采用自由波傳輸車(chē)地信息，容易受到外界干擾。漏泄波導(dǎo)具有傳輸損耗低、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可大大提高車(chē)地通信系統(tǒng)的可靠性和安全性，已逐漸應(yīng)用到CBTC系統(tǒng)中。
　　本文研究了矩形波導(dǎo)的傳播原理和波導(dǎo)縫隙理論，利用磁偶極子等效原理建立了漏泄波導(dǎo)模

2、型。通過(guò)HFSS(High Frequency Structure Simulator)軟件仿真和實(shí)際測(cè)試得到漏泄波導(dǎo)上方的信號(hào)分布特征，并與漏泄波導(dǎo)的信道模型對(duì)比，從而驗(yàn)證了模型的合理性。
　　本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)矩形波導(dǎo)傳播原理的研究。結(jié)合國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，研究矩形波導(dǎo)的基本傳播理論，分析波導(dǎo)內(nèi)部電磁波的傳輸模式及其場(chǎng)分布情況。
　　(2)漏泄波導(dǎo)縫隙理論的分析。綜合矩形波導(dǎo)的傳播原理和波導(dǎo)內(nèi)壁電流分

3、布特性，研究波導(dǎo)開(kāi)槽原理，從而分析縫隙位置對(duì)漏泄波導(dǎo)輻射性能的影響，為波導(dǎo)縫隙設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
　　(3)磁偶極子等效原理建立漏泄波導(dǎo)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(jié)合天線陣列理論，建立CBTC運(yùn)營(yíng)環(huán)境下漏泄波導(dǎo)的信道模型，給出漏泄波導(dǎo)上方信號(hào)強(qiáng)度的計(jì)算方法，分析漏泄波導(dǎo)上方的輻射特性和信號(hào)分布趨勢(shì)。
　　(4)軟件仿真和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試驗(yàn)證漏泄波導(dǎo)信道模型。本文通過(guò)HFSS軟件在不同接收高度、縫隙尺寸和開(kāi)

4、縫形式的情況下進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)得到信號(hào)分布情況。搭建漏泄波導(dǎo)測(cè)試平臺(tái)針對(duì)仿真內(nèi)容進(jìn)行實(shí)際測(cè)試，進(jìn)一步分析漏泄波導(dǎo)的輻射特性，從而驗(yàn)證漏泄波導(dǎo)模型的合理性。
　　結(jié)果表明:通過(guò)磁偶極子等效方法建立的信道模型得到的信號(hào)強(qiáng)度和分布趨勢(shì)與軟件仿真和實(shí)際測(cè)試結(jié)果基本一致，可驗(yàn)證模型的合理性。不同的接收高度、縫隙尺寸和開(kāi)縫形式對(duì)漏泄波導(dǎo)的輻射能力有明顯影響;尤其以圓孔和長(zhǎng)縫形式對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在開(kāi)縫面積相同的情況下，垂直于中心軸線的長(zhǎng)縫縫隙作為漏泄波導(dǎo)