環(huán)境適應型漏泄波導結構研究.pdf

1、隨著通信技術的迅猛發(fā)展，人們對通信質量、信號強度、特別是信號覆蓋范圍的要求越來越高，尤其是希望在一些受限空間、如隧道、礦井、地鐵等環(huán)境能夠進行高質量無線通信，這就要求在這些環(huán)境中進行很好的電波覆蓋。然而在這些區(qū)域中，由于電磁波經墻壁多次反射，多徑效應強烈，導致電磁能量衰減嚴重，使得傳統(tǒng)天線無法滿足電波高效覆蓋的要求，為此漏泄波導結構便被用來解決這類空間的電波覆蓋問題。電磁能量在漏泄波導中向前傳播的同時，通過波導上的縫隙向空間輻射電磁波信

2、號，這種信號被限定在一定范圍內，強度均勻且受周邊環(huán)境影響很小，因此可實現(xiàn)高質量的無線通信。然而現(xiàn)有的漏泄波導所輻射的電磁波比較均勻地分布在波導周圍，當這些波導安裝在地鐵、礦井、隧道這類環(huán)境中時，漏泄波導輻射的能量有很大部分直接射向墻壁，導致能量沿波導損耗增大，并且多徑效應增強。針對這一問題，本文重點研究能夠將輻射能量集中于漏泄波導一側的漏泄波導結構。這類結構可在增加漏泄波導軸向作用距離的同時，減小多徑效應。
　　本文的主要工作和研

3、究成果如下:
　　1.針對現(xiàn)有漏泄同軸電纜周向方向性較弱的問題，提出平板型反射面與圓弧型反射面兩種改進型漏泄電纜結構。通過仿真軟件對這兩種結構進行了建模分析，并采取結構參數(shù)優(yōu)化的方法最終確定了周向方向性較好的波導結構。對比這兩種改進型漏泄電纜與傳統(tǒng)漏泄電纜的輻射電場強度及增益可以發(fā)現(xiàn)，兩種結構均可顯著提高漏泄電纜的輻射方向性，在主輻射方向上增益有提升，并且背向輻射得到了很好的抑制。
　　2.針對現(xiàn)有矩形漏泄波導結構，提出平板

4、型反射面矩形漏泄波導結構，利用全波方法對該結構進行了仿真。根據(jù)實際應用中使用的輻射距離，提取了矩形漏泄波導縫隙上方33 cm處的輻射場強度進行分析，通過優(yōu)化結構并與沒有反射面的傳統(tǒng)矩形漏泄波導同一高度處的輻射場強度進行對比，最終確定了平板型反射面矩形漏泄波導的結構參數(shù)。研究結果表明，平板型反射面矩形漏泄波導可大幅提升縫隙上方33 cm高處的輻射電場強度，從而可減小由背向環(huán)境引起的傳輸損耗。
　　3.對矩形漏泄波導進行實際測試，提出