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。     

地下感应式通信理论的研究

本文研究了地下矿井内,电波沿巷道内线缆传播的可行性及单线波模的传播与衰减规律,研究巷道内电小天线与线缆之间的耦合情况,从而为实际工作提供理论依据。     

导线表面缺陷下的电场强度仿真及测试

输电线路在生产、安装和运行等过程中由于人为或自然环境可能会形成表面缺陷,引发局部场强畸变,可能导致电晕乃至放电,从而威胁线路的正常运行。本文利用COMSOL建立导线的三维模型,计算导线表面完好和存在毛刺、单线拱起和单线断股时导线周围的电场分布图和曲线,比较得出导线表面存在不同缺陷时周围的电场变化特性。在实验大厅搭建了测试平台,根据仿真设置的条件进行了试验验证,利用光学电场传感器分别测量了导线完好和存在毛刺、单线拱起和单线断股时电场的变化趋势。仿真和测试结果表明,导线表面存在不同类型的缺陷时,缺陷周围空间电场强度会有不同程度的上升,且随测量距离的增加,不同类型的缺陷衰减速度也不同,因此可以通过对比分析这个规律对表面缺陷类型进行区分。     

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。     

超高压输电导线疲劳强度衰减规律

 钢芯铝绞线疲劳破坏是一个损伤不断累积、强度逐步下降的过程。导线的疲劳强度随其所受的动载荷和导线振动次数的增加而下降,当导线的剩余强度等于此时的动弯应力时,导线发生疲劳断股。因此,研究导线的剩余强度对导线疲劳断股及导线损伤具有重要意义。本文结合超高压输电导线结构特性及受力特性基于非线性强度退化模型推导出了钢芯铝绞线的疲劳剩余强度模型,并根据国际大电网会议中给出的较为保守的导线S-N曲线计算得出了模型中相关参数。通过对导线疲劳剩余强度模型进行实例分析说明了该模型的可行性。研究表明,导线强度衰减程度与载荷加载次数呈非线性关系,不同载荷下导线强度衰减速度不同,导线强度衰减量与导线振动强度及导线振动时长呈正相关,同一载荷下导线强度衰减速度随着载荷加载次数的增加而变快。     

水域大地电磁测深中水体对电磁场的影响

通过研究层状介质条件下水面与水底电磁场的关系,计算了电磁场的衰减关系式,获得水体对电磁场信号产生的衰减规律和在电磁信号分离采集的水域大地电磁测深勘探中对实测数据的改正方法。研究结果表明:频率越高、水体的电阻率越低,电磁场信号衰减越严重,但水体对电场信号和磁场信号的衰减特征不同,在同等条件下,磁场信号的衰减幅度远大于电场的衰减幅度,且受影响的频率范围也较宽,电场信号的衰减主要取决于水体本身的电阻率和深度,而磁场信号的衰减不仅与水体本身的电阻率、深度有关,还与水体下方介质特征有关,水下介质的电阻率越高,磁场的衰减越严重;在电磁信号分离采集的水域电磁测深勘探中,水域影响可忽略的条件是:使用MT法时水体深度应小于3 m,使用CSAMT法时水体深度应小于2 m。     

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…     

地铁隧道地下控制导线测量布设方案对比分析

根据地铁盾构施工实践经验，从传统隧道贯通控制导线形式——支导线出发，提出了3种不同的改进测量方案，即：菱形布网、环形布网、矩形布网，并利用数学扭曲法模拟数据用计算机编程计算出4种方案的端点精度进行对比分析，得出如下结论：（1）导线横向误差随导线延伸成递增趋势，导线越长增加速度越快；（2）当采用改进方案时，横向精度明显提高；（3）工作量，菱形法比支导线增加约136．6％，四边形法比支导线增加约100％，环形导线法比支导线法增加约118．3％；（4）环形导线比支导线精度提高约35％，四边形导线精度提高约53．4％，菱形导线法精度提高约44．2％。总之，四边形法是最优方案，建议在实践中推广使用。关键词：地下导线；点位误差；主辅点法     

矩形隧道中电磁波传输损耗收敛阈值频率分析

矩形隧道中电磁波传播模式理论的研究大部分仅针对基模或部分波模,对环境的改变缺乏共性。笔者推导出不同尺寸隧道可激励的波模个数公式,认为波模个数与电磁波频率的平方和隧道横截面面积成正比。据此进一步分析得出,随着发射频率的提高,介质波导传输损耗趋于一个收敛值,其大小取决于隧道尺寸,而收敛的趋势则取决于激励的波模数。对不同尺寸隧道的仿真表明,当激励的波模数目达200左右时,传输损耗均近似等于收敛值,对应的频率即为收敛阈值频率。     

巷道风流中瓦斯逆流现象的数值模拟

根据计算流体动力学理论,研究巷道在不同风速、不同倾角下的瓦斯逆流现象;分析巷道风流中瓦斯逆流区的长度、浓度分布以及瓦斯层厚度的变化;得出倾斜巷道中瓦斯逆流的一般规律.结果表明:在下行通风风速较小的情况下,当瓦斯从顶板涌出时,巷道中将出现明显的瓦斯逆流现象;在发生瓦斯逆流时,风速越高,瓦斯逆流的区域越小,瓦斯层的厚度越薄、长度越短;下行通风有利于空气和瓦斯的混合,且倾角越大,瓦斯与空气混合的能力越强,顶板逆流瓦斯层的范围越小.     

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。     

隧道壁湿润引起电磁波衰减率变化的研究

矿井隧道壁湿润会引起电参数改变，从而使电磁波传播衰减率发生变化。当频率略高于隧道截止频率时利用微扰法可知：不论是矩形隧道还是圆形隧道，隧道壁潮湿使电磁波的衰减率降低。当频率远高于截止频率时，利用传统公式法可知：矩形隧道中隧道壁湿润引起衰减增大；圆形隧道中E模式衰减率因电容率的增大而减小，其它各模式则因电容率的增大而增大。     

隧道中UHF电波传播特性的分析

计算了我国不同类型隧道(铁路隧道、公路隧道、北京地铁1号线、盾构法修建的北京地铁4号线)中UHF电磁波的衰减常数,讨论了隧道横截面尺寸、载波频率对电磁波传播的影响,推导出电磁波传播和隧道横截面几何形状的关系,分析了矩形隧道中不同极化方向和电波衰落的关系,这些结论有助于设计隧道无线通信系统.本文中衰减常数是近似解的形式,在UHF频段下衰减常数的近似解与精确解结果符合的很好.     

平面电磁波在等离子体中的吸收衰减

研究等离子体在隐身技术中的应用.采用垂直入射线极化平面电磁波斜入射到具有金属衬底的等离子体层的模型,利用W.K.B解,推导出电磁波能量衰减与电磁波频率和等离子体密度的关系式.在此基础上,对不同入射角的电磁波在等离子体密度为均匀分布、线性分布和指数分布情况下传播的能量衰减进行了数值计算.结果表明,电磁波衰减随等离子体密度以及电磁波入射角增加而增加;在3种分布情况下电磁波能量衰减规律是相似的.     

UHF无线电波在无分支沟道中的传播特性

用不完全波导理论，分析了ＵＨＦ无线电波在沟道结构中的传播特性，讨论了沟道的倾斜、侧壁的吸收及表面的粗糙对传播特性的影响。结果表明，由于周围介质的吸收引起的衰减与频率的平方成反比；侧壁表面粗度引起的衰减与频率成反比；而侧壁倾斜引起的衰减与频率成正比；实际沟道结构的不完全性将引起电磁模式的转换，增加传播损耗。理论结果与实验数据非常一致。     

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。     

电磁波在非均匀等离子体中的衰减效应研究

电磁波与等离子体相互作用是等离子体隐身技术的关键技术,也是空天信息对抗的重要研究方向。采用时域有限差分法模拟了电磁波在非均匀等离子体中的衰减效应,采用空间投射波法测量了C波段电磁波在非均匀等离子体中的衰减系数,分析了等离子体分布对衰减效应的影响。研究结果表明,非均匀等离子体相比于均匀等离子体对电磁波衰减效应更为明显,合理的等离子体分布有助于增强对电磁波的衰减作用。     

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。