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。     

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。     

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。     

传感器信号在下水道内传播的信道模型

为了揭示无线传感器信号在下水道内的传播规律,采用混合方法,把电磁波在下水道内的传播空间分为了近场区和远场区两个不同的区域,推导出了电磁波传播的信道模型。结果表明:下水道内的介电常数越大,衰减率越小;频率越高,电磁波衰减越小;半径越大,越有利于电磁波的传播。研究结果初步解决了信号在下水道内的传播规律,有助于污水流量计的进一步投入使用。     

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。     

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．     

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。     

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,...     

雷暴云中冰晶粒子对电磁波的极化作用

为了研究雷暴云中冰晶粒子在带电情况下对电磁波传播的影响,利用冰晶粒子的介电常数模型和瑞利近似条件下带电粒子对电磁波的散射模型,推导了电磁波经过雷暴云中冰晶粒子区域时产生极化的计算模型,并进行了仿真和分析。结果表明:在传播过程中,电磁波的极化会受到冰晶粒子所带电荷的影响;冰晶粒子所带电荷量越多,对电磁波极化影响越大;冰粒表面电荷分布角越小,对电磁波的极化影响也越严重;电磁波频率和冰晶浓度越高,对电磁波造成的极化作用也越大,影响电磁波的传输质量。因此,在电磁波经过雷暴云时必须考虑带电冰晶粒子对其传播的影响。     

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。     

用色散关系讨论单轴晶体的双折射现象

在基础光学教科书中,讲到单轴晶体的双折射现象时,通常采用惠更斯作图法,对这一现象作定性解释。本文利用色散关系讨论单轴晶体的双折射现象。电磁波在各向异性的晶体介质中传播时,对于磁场分量,一般情况下,用真空磁导率 u。表示晶体的磁介性质,已足够精确。而对于电场分量,介电常数须用张量表示,称为介电张量。因此,表征晶体介质电磁性质的方程记作     

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。     

电磁波在介电常数和磁导率俱为负数的媒质中的传播

从理论上分析了电磁波在介电常数和磁导率同时为负数的媒质中的传播特点.详细讨论了电磁波以垂直入射和斜入射两种方式照射到不同媒质的分界面时,电磁波的传播规律,介绍了右手物质和左手物质的分界面对电磁波传播的影响,并与两种右手物质的分界面对电磁波传播的影响进行了比较.     

电磁波在介电常数和磁导率俱为负数的媒质中的传播

从理论上分析了电磁波在介电常数和磁导率同时为负数的媒质中的传播特点。详细讨论了电磁波以垂直入射和斜入射两种方式照射到不同媒质的分界面时，电磁波的传播规律，介绍了右手物质和左手物质的分界面对电磁波传播的影响，并与两种右手物质的分界面对电磁波传播的影响进行了比较。     

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。     

中空纤维的电磁建模及各向异性电磁参量计算分析

基于Maxwell方程,构建中空电磁纤维的电磁模型,分析电磁波与中空电磁纤维的相互作用,推导中空电磁纤维的轴向磁导率、轴向介电常数及径向磁导率与径向介电常数这些典型电磁参量的理论公式,从而证实中空电磁纤维的电磁参量具有强各向异性;以Fe纤维为例,通过对频率5 GHz的各向异性复磁导率和复介电常数的数值计算,发现轴向电磁参量是影响纤维微波电磁性能的主要因素,且中空纤维应用于微波吸收比实心纤维具有更好的电磁匹配性和电磁损耗性能.     

负介电常数和负磁导率微波媒质的实验

介绍等效介电常数和等效磁导率同时为负数的金属结构的特征及实验研究. 实验研究结果表明, 具有周期性排列的金属条和金属谐振环结构的人造金属媒质, 在特定的微波频率范围内, 对于具有一定偏振方向的电磁波, 其等效介电常数和等效磁导率同时为负数.     

非均匀介质吸波性能研究

研究了介电常数及磁导率变化的非均匀介质对入射平面电磁波的吸收;导出了非均匀介质层对电磁波无反射吸收的条件;探讨了吸波能力强、由导电板分隔的电介质层状优化结构．所得的研究成果为吸波体设计提供了一定的理论依据     

径向非均匀介质中的电磁测井响应

通过求解圆柱坐标系中电场强度的赫姆霍兹方程,导出了径向非均匀介质中电磁测井的响应函数的一般表达式.数值计算结果表明,套管厚度的微小变化对电磁测井响应影响明显.不同电导率金属套管的电磁测井响应分析表明,套管电导率越高,接收线圈上的电场响应幅度越小.讨论了套管磁导率变化的电磁测井响应特征,结果表明:套管磁导率越高,电磁波信号越难穿过套管,响应信号幅度越小.因此,在套管井电磁测井技术中,应尽量选用非磁性或弱磁性套管.     

隧道环境下1.8 GHz无线信道测量与分析

基于多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)技术的地铁长期演进系统(long term evolution-metro, LTE-M)将在下一代城市轨道交通列车控制系统中得以应用.由于LTE-M工作于1.8 GHz频段,因此研究在隧道环境下1.8 GHz频段的传播特性非常重要.利用宽带扩频序列以及虚拟MIMO方法,测量并分析了隧道内1.8 GHz频段自由天线的路径损耗、均方根(root mean square, RMS)时延、MIMO容量等传播特性.结果表明:在隧道环境下1.8 GHz频段的路径损耗因子低于自由空间内的路径损耗因子;隧道横截面积的变化会影响电磁波的传播特性; MIMO天线阵规模越大,容量越大;天线间距的变化会引起MIMO容量的变化.