環(huán)境適應(yīng)型漏泄波導(dǎo)結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、隨著通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們對通信質(zhì)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(jìn)行高質(zhì)量無線通信，這就要求在這些環(huán)境中進(jìn)行很好的電波覆蓋。然而在這些區(qū)域中，由于電磁波經(jīng)墻壁多次反射，多徑效應(yīng)強烈，導(dǎo)致電磁能量衰減嚴(yán)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(dǎo)結(jié)構(gòu)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(dǎo)中向前傳播的同時，通過波導(dǎo)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(nèi)，強度均勻且受周邊環(huán)境影響很小，因此可實現(xiàn)高質(zhì)量的無線通信。然而現(xiàn)有的漏泄波導(dǎo)所輻射的電磁波比較均勻地分布在波導(dǎo)周圍，當(dāng)這些波導(dǎo)安裝在地鐵、礦井、隧道這類環(huán)境中時，漏泄波導(dǎo)輻射的能量有很大部分直接射向墻壁，導(dǎo)致能量沿波導(dǎo)損耗增大，并且多徑效應(yīng)增強。針對這一問題，本文重點研究能夠?qū)⑤椛淠芰考杏诼┬共▽?dǎo)一側(cè)的漏泄波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。這類結(jié)構(gòu)可在增加漏泄波導(dǎo)軸向作用距離的同時，減小多徑效應(yīng)。
　　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(jìn)型漏泄電纜結(jié)構(gòu)。通過仿真軟件對這兩種結(jié)構(gòu)進(jìn)行了建模分析，并采取結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化的方法最終確定了周向方向性較好的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。對比這兩種改進(jìn)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(jié)構(gòu)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(dǎo)結(jié)構(gòu)，提出平板

4、型反射面矩形漏泄波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，利用全波方法對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仿真。根據(jù)實際應(yīng)用中使用的輻射距離，提取了矩形漏泄波導(dǎo)縫隙上方33 cm處的輻射場強度進(jìn)行分析，通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)并與沒有反射面的傳統(tǒng)矩形漏泄波導(dǎo)同一高度處的輻射場強度進(jìn)行對比，最終確定了平板型反射面矩形漏泄波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。研究結(jié)果表明，平板型反射面矩形漏泄波導(dǎo)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(dǎo)進(jìn)行實際測試，提出