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矩形隧道中的列车对电磁波截止频率的影响

2017-09-26 8页 doc 110KB 30阅读

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矩形隧道中的列车对电磁波截止频率的影响矩形隧道中的列车对电磁波截止频率的影响 α 矩形隧道中的列车对电磁波截止频率的影响 孙继平石庆冬 () 中国矿业大学北京校区信息工程研究所, 北京 100083 摘要 将隧道看作波导, 利用有限元素法, 分析了矩形隧道中的列车对电磁波截止频 率的影响, 可知列车的存在使 波模的截止频率降低, 使 波模的截止频率升T E TM 高。 关键词 隧道 波导 有限元素法 截止频率 电磁波模 中图分类号文献标识码TD 65 A Ef f ects of tra in s on cutof f f requen cy in rect...
矩形隧道中的列车对电磁波截止频率的影响
矩形隧道中的列车对电磁波截止频率的影响 α 矩形隧道中的列车对电磁波截止频率的影响 孙继平石庆冬 () 中国矿业大学北京校区信息研究所, 北京 100083 摘要 将隧道看作波导, 利用有限元素法, 了矩形隧道中的列车对电磁波截止频 率的影响, 可知列车的存在使 波模的截止频率降低, 使 波模的截止频率升T E TM 高。 关键词 隧道 波导 有限元素法 截止频率 电磁波模 中图分类号文献标识码TD 65 A Ef f ects of tra in s on cutof f f requen cy in rectan gula r tunn el - - SUN J ip in g SH I Q in gdon g (, . R esea rch I nstitu te of I nf orm a tion E ng ineer ing C h ina U n ivof M in ing and ), , 100083, T echnolog y B eij ing C am p usB eij ing C h ina A bstra ct E ffect s of t ra in s in a rectangu la r tunnel on th e cu toff f requency w ere ana2 2. lyzed by th e f in iteelem en t m ethod w h en th e tunnel h ad been rega rded a s a w avegu ide , Genera llyth e t ra in s in tunnel low ered T E w ave cu toff f requencies and ra ised TM w ave .cu toff f requencies 2 2 elect roKey words tunnel w avegu ide f in iteelem en t m ethodcu toff f requency m agnet ic w ave m ode 2 方程: H elm ho ltz 1 引言 矿井中的无线通信对于安全生产和紧急救护是 必要的。一般地, 空隧道被看作波导, 只有当工作频 率高于截止频率时, 无线通信才是可能的。列车的存 在对截止频率会产生影响, 下面将采用有限元素法 研究该影响。 2 基本原理 1 根据实际情况及安全生产的需要, 采用如图1 含一辆列车的矩形隧道剖面图图1 所示的矩形隧道。图1是含一辆列车的矩形隧道的剖(() )长度单位为米 m () 面图, 设列车的宽为1.2, 高为 , 其它尺寸如 m h m 图所示。为了使问题简化, 假设隧道与列车都是无限22 H = H+ k 0 A Z 在 D 内Z ( 长 直的并且都是良导体。可以采用直角坐标系 x , ( ) 5H 5n = 0 ƒ在 L 上1 Z ) () , - 平面上的问题。y z , 要研究的问题是二维 x y 对于 波模: TM) (( 设巷道内区域表示为 内为空气, 其边界 由巷D D2 2 E k 0 在 D 内A Z + H Z =) 道 壁 与 列 车 壁 围 成表 示 为 。波 模 可 表 示 为 L T E 第1期孙继平等: 矩形隧道中的列车对电磁波截止频率的影响101 ()E = 2 0 Z 在 L 上 用 有 限 元 素 法 来 求 解, 上 边 两 式 的 等 效 泛 函 3 为: 5<5< 2 2 2 2 ( ( ()))3 J [ <={ k<}dx dy+ - κ5x 5y D () 其中 = 或 , 是磁场的 方向分量, 是设计
》编写组. 井巷设计 [. 北M 京: 煤炭工业出版社, 1983, 1, 37.图3 图1的 波模的截止频率 TM 2 倪光正, 钱秀英. 电磁场数值计算 [. 北京: 高等教育 M 电 波 科学 学 报第16卷102 出版社, 1996, 183, 283. 煤炭部、能源部、国家教委科技进步奖3项。中国煤炭曹世昌. 电磁场的数值计算和微波的计算机辅助设计 3 工业劳保学会安全监控专业委员会主任委员兼秘书 [M . 北京: 电子工业出版社, 1989, 43, 91.长, 中国煤炭学会计算机通讯专业委员会委员。 ( ) 19582, 男, 山 西 孙 继 平( ) 19712, 男, 江 石庆冬 ( 人, 博士。现 为 中 国 矿 业 大 学 北 苏人, 博士研究生, 研究方向为 ) 京校区教 授、博 士 生 导 师、信 息 矿井电磁传输特性。 工程研究所所长。长期从事计算 机监控、网络、多媒体技术和移动 通信等方面的教学与科研工作, 出版专著3部, 译著1部, 制定煤炭 行业3项, 获部级科研成果6项, 专利3项, () 上接第88页 参考文献电离层引起的角度偏移量是很小的, 在123度 E 量级, 入射角的比率在125量级。考虑波束角宽度为 E . . 1 TJ F itzge ra ldIono sp h e r ic effect s on syn th e t ic ap e r2 时, 由于电离层的折射, 波束角将变窄, 即电离层 Β [ . 1997 tu re rada r a t V H F C IE E E N a t iona l R ada r 具有聚焦的作用, 但其幅度是非常小的, 在124 量 E . , 1997, 13, 15.Confe rence Sy racu seN Y M ay级。波束角宽度减小的百分比幅度为 2 谢寿生, 徐永进. 微波遥感技术与应用 [. 北京: 电M 子工业出版社, 1987, 358, 359.2 H H 40. 4 1 + 2 sin Η3 3? Β = ln -N m ax 4 王元坤. 电波传播概论 [. 北京: 国防工业出版社, 3 2 M H - ΒH H co sΗ3 f 2 2 1984, 44, 51. H H 1 2张澄波. 综合孔径雷达—原理、系统分析与应用 [.M ()16 ln4 H H - 1 H 2 1 北京: 科学出版社 1989, 423, 437. ( ) 6 总结19722, 男, 陕 赵万里 西人, 国防科学技术大学电子本文采用简单的电子密度模型, 在水平分层下 科学与工程学院博士研究生,得到了地面距离偏移公式比文献中公式具有更高的 研究方向为雷达信号处理。精度, 在球面分层下给出了修正的距离偏移公式, 分 析了电离层引起的电波方向偏转, 及相应的波束角 宽度变化。 对于星载合成孔径雷达, 电离层引起的距离偏 移造成图象位置的偏移, 同时使单位脉冲响应扩展, 梁甸农 男, 教授, 博士生导师, 主要研究方向幅度为 = 2, 取中心频率为200, 相 ƒ? Θ?X f cB f c M H z 为雷达信号处理, 现在国防科学技术大学电子科学 对带宽为5% , 入射角30?则扩展量为8左右, 严 , C m 重的破坏了分辨率, 电离层的时空变化也将影响雷 与工程学院综合电子信息系统研究所主持国防重点 达成像质量。预研项目“超宽带雷达体制和关键技术研究”。 周智敏 教授, 现任国防科学技术大学电子科 学与工程学院综合电子信息系统研究所所长, 主要 研究方向为雷达信号处理。
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