地铁隧道电磁波传输特性的研究

对空圆形隧道及隧道中含有纵向导体的电磁波传输特性进行分析，给出了相应的衰减率计算公式及波模方程，并且采用Muller法对其进行求解。得出如下结论：在平直空隧道中，频率越高，衰减率越小，越有利电磁波的传输；在含有纵向导线的隧道中，导线越靠近隧道壁，频率越高，则衰减越严重。     

电导率对巷道中电波传播的影响

为了研究真实巷道中电波传播的特性，必须考虑巷道壁电导率的影响。根据圆形巷道和矩形巷道的电波传播模型，分析了电波衰减率和电导率的关系，并且提出了电导率断点的概念。研究结果显示：当电导率小于断点时，电磁波衰减率几乎不受影响，当电导率高于断点时，电磁波传播特性会有较大的变化。电导率断点主要受传播频率的影响，而与巷道横截面尺寸和极化方式几乎无关。     

煤矿井下无线通信传输信号最佳频率选择

研究了频率对井下电磁波传输特性的影响，采用金属波导法分析了圆形、拱形及弯曲隧道中电磁波的传输特性并给出衰减率近似公式，得出主要结论：在圆形和拱形隧道中，频率越高，衰减率越小，越有利于电磁波的传播：在弯曲隧道中，频率越高，衰减率越大，不利于电磁波的传播；通过特性曲线与井下实验数据相比较得出在900MHz左右为井下无线通信系统传输信号最佳频段。     

空圆形隧道中电磁波的传播特性

给出了空圆形隧道中电磁波传播的衰减率计算公式及波模方程,采用数值分析的方法求解了波模方程,得出的主要结论有：采用传统的金属波导的处理方法在隧道的电导率较高时得到的电磁波衰减率是正确的：频率越高,空圆形隧道中的电磁波的衰减率越小;隧道半径越大,越有利于电磁波的传播;对于IE波模,隧道的介电常数和磁导率的变化对电磁波衰减率变化的影响不大,对于TM波模,隧道的介电常数或磁导率越大,电磁波衰减率越大。     

UHF电波在任意截面隧道中传播特性

研究UHF频段的无线电波在矩形、圆形和拱形隧道中的传播特性，推导了衰减常数的计算公式。在不同的隧道中，电磁波的衰减率有相似的计算公式，只是公式前面的系数不同，衰减常数随隧道截面尺寸的增大或工作频率的增加而减小。在工作频率f=500-100OMHz时，各种隧道中电磁波的衰减率很小。结合实际情况，采用900MHz作为井下移动通信的工作频率是比较理想的。其结果对铁路隧道、公路隧道等有限空间的无线通信具有参考价值。     

列车对矩形隧道中电磁波传输特性影响的带脊波导分析法

通过从矿井隧道的实际情况出发，把求解矿井隧道中存在列车时的电磁波传播特性问题归结为求解矩形正脊波导截止频率的问题。由矩形正脊波导中主模TE10波模的分布结构特征，用准静态方法近似的计算出等效电容和等效电感，从而计算出谐振频率fc，也就是矩形正脊波导的截止频率。并通过计算结果分析了矿井中列车的位置、高度和宽度对截止频率的影响。     

列车对矩形隧道电磁波传输影响带脊波导分析

为求解矩形正脊波导的截止频率问题，把求解矿井隧道中存在列车时的电磁波传播特性问题归结为求解矩形正脊波导截止频率的问题。由矩形正脊波导中主模TE10波模的分布结构特征，用准静态方法近似的计算出等效电容和等效电感，从而计算出谐振频率，也就是矩形正脊波导的截止频率。并通过计算结果分析了矿井中列车的位置、高度和宽度对截止频率的影响。     

待发表文章摘要预报

空圆形隧道中电磁波的传播特性孙继平　石庆冬给出了空圆形隧道中电磁波传播的衰减率计算公式及波模方程 ,采用数值分析的方法求解了波模方程 ,得出的主要结论有 :采用传统的金属波导的处理方法在隧道的电导率较高时得到的电磁波衰减率是正确的 ;频率越高 ,空圆形隧道中电磁波的衰减率越小 ;隧道半径越大 ,越有利于电磁波的传播 ;对于ＴＥ波模 ,隧道的介电常数和磁导率的变化对电磁波衰减率变化的影响不大 ,对于ＴＭ波模 ,隧道的介电常数或磁导率越大 ,电磁波衰减率越大。ＨＣＢＫ系列程控防爆扩音对讲电话机的研制张　民　孙　虹　陈德增介…     

电磁波在沙尘暴中传播的MonteCarlo模拟

采用MonteCarlo方法、考虑沙尘颗粒间的多次散射和独立散射模拟了电磁波在沙尘暴中的传播,得到了电磁波穿过沙尘暴后的衰减率,发现考虑颗粒间多次散射的衰减率与实验结果较为一致,而独立散射结果与实验结果相差较大．进而研究了不同尺度参数、电磁波频率、电磁波入射角度、介电常数等因素对电磁波在沙尘暴中传播的影响,当沙粒所占的体积分数、入射波频率、沙粒介电常数、含水量等参数增大时衰减率增大,当电磁波入射角度增大时,衰减率减小．     

用有限差分法分析列车对隧道中电磁波传播特性的影响

文章推导出复杂边界条件下二维Helmholtz方程的差分公式，实例分析了列车对矩形隧道和半圆形隧道中电磁波截止频率的影响、列车-矩形隧道中主模的衰减常数。实例计算结果表明：有限差分法的计算结果与有限元法计算结果完全一致，有限差分法是分析列车-隧道中电磁波传播问题的一种有效方法。     

矿山无线射频信号传播特性试验

利用标准信号发生器(或便携式信号源)与频谱分析仪(或便携式接收机)在矿山的实地试验,研究了UHF波段无线信号在矿山的截止频率特性、电波传播衰减特性、弯曲巷道传播特性和煤掩穿透特性,得到了433,915MHz和2.4GHz无线射频信号矿山传输特性和煤掩穿透特性的定量数据。根据试验研究得到如下结论:无线电波在矿山传播必须大于矿山截止频率,截止频率在甚高频(VHF)频带50MHz左右;在平直巷道中,频率越高越有利于电磁波的传播;在弯曲巷道中,频率越高越不利于电磁波的传播;频率升高,射频信号的绕射性能、穿透性能降低。上述结论可对我国矿山无线移动通信技术提供试验数据和理论支持。     

矿井巷道中导行电磁波的传输特性分析

文章采用表面阻抗法推导了矿井巷道中导行电磁波的单线波模和双线波模特征方程,根据镜像法求得了巷道中任一点的合成场分布,求解了圆形巷道中的单线波模衰减常数,并对分析结果进行了数值分析.仿真结果表明:导线的存在使低频单线波模的传输衰减随频率的增加而增大,当导线靠近巷道壁时,趋肤效应越严重,衰减越严重;当导线悬挂于巷道中央时,...     

轴向对称小夹角分支隧道中电磁波传输特性

采用弯曲柱面坐标系研究了轴向对称且夹角较小的分支隧道中电磁波传输特性,在分支隧道严格对称性的情况下,利用玻印亭定理从能量守恒的角度分析得到主隧道中电磁波能量平均地流入对称分支隧道中。根据空心介质波导衰减的定义,在隧道分支处不考虑隧道壁的劈型散射,得出分支隧道中的电磁波衰减与分支的轴向夹角的四次成正比例关系,并给出了电磁波低次模的实例计算和夹角与衰减常数的关系曲线。     

非均匀等离子体覆盖金属目标的隐身性能分析

分析了非均匀冷等离子体覆盖金属目标的隐身性能。通过研究电磁波在多层媒质中的传播规律,建立广义反射系数公式,基于此公式,将非均匀冷等离子体均分成多层,每层可看作密度均匀分布,采用递推迭代的方法可得到从等离子体覆盖金属目标反射回来的电磁波,进而分析其回波损耗。数值结果表明,等离子体碰撞频率、厚度及密度是影响目标隐身的主要因素,增大碰撞频率、增加厚度可增大频段内的电磁波衰减,增加线性分布等离子体密度的最大值,能改善电磁波的最大衰减并提高有用衰减频段的中心频率。因此,统一优化等离子体覆盖物的相关参数,可以实现金属目标的最佳隐身效果。     

水平井随钻电磁波电阻率数值模拟

随钻电磁波电阻率随着钻井技术进步市场和份额逐渐增加,由于水平井测量环境与直井存在较大差别,仪器受到影响因素也与直井不同,明确水平井中随钻电磁波电阻率的测井响应规律有助于水平井测井资料解释。依据电磁波电阻率测量原理,根据Chew理论,推导了TI介质中电磁场的波场分解,进而建立三维空间电磁波电阻率数值模拟正演方法。模拟了不同工作频率、不同相对井斜角、不同围岩电阻率以及地层界面情况下电磁波电阻率的测井响应规律。结果表明:幅度比和相位差随着地层电阻率的增大而减小,表现出与地层电阻率呈单调递减的函数关系;相位差对地层电阻率的敏感程度明显优于幅度比,适用的地层范围更大;井斜角越大,地层界面上下地层电阻率对比度越高,越容易在层界面附近产生"极化角",有助于识别地层界面;相同工作频率,围岩对幅度衰减电阻率的影响要大于相位差电阻率的影响;相同测量方式,围岩对低频工作模式的影响要大于对高频工作模式的影响;随井斜角的增大,幅度衰减电阻率与相位电阻率出现分离;工作频率越高,不同源距的电阻率值分离程度大。     

热声热机谐振管截止频率选择机理

通过波导管理论的推导，对热声热机中谐振管的截止频率选择机理进行研究，导出谐振管中传播一维平面波的频率传播范围，阐述热声热机谐振管中一维平面波的传播机理，即谐振管截止频率选择的理论依据。理论研究结果表明：对于同样等效直径的矩形谐振管，其截止频率远大于圆形谐振波导管的截止频率；对于等效半径为2mm的微型热声制冷机的谐振管，当声速为343m／s时，谐振管的截止频率为50248Hz，实际的工作频率5500Hz，远小于谐振管的截止频率；在热声热机谐振波导管中只存在一维平面波传播，有利于合理布置热声热机的其他部件，达到优化热声热机的目的。     

隧道内纵向导体对漏泄电缆通信中传播衰减率的影响

以矩形隧道为例给出了研究纵向导体对电磁波沿漏泄电缆传播特性影响的一般方法，计算了单线模和双线模衰减率。