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。     

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。     

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,...     

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。     

电偶极子在矩形隧道中电磁传输特性

为研究矩形隧道中电磁传输特性,采用傅立叶变换方法推导出垂直方向的电赫兹位与磁赫兹位表达式,借助Matlab软件对隧道各种环境下电场变化情况进行分析.研究结果表明:对水平电偶极子,低频时随着介电常数增大,场强逐渐减小;高频率时,随着介电常数增大电场强度反而增大;随着电导率的增加场强在增大.对垂直电偶极子,随着介电常数增大场强逐渐减小;随着频率的增大场强逐渐增大;随着电导率的增加场强在减小.相同条件下垂直偶极子场强比水平电偶极子场强分量衰减的速度快;在矩形隧道中采用高频水平电偶极子激励方式有利于电磁波的传输与接收.     

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。     

隧道内圆极化电磁波传播特性的研究

交通隧道的发展要求实现全程的无线通信.运用波导理论及格林函数法对固极化电磁波在长直圆形隧道中的场分布及传播特性进行了研究,得到了轴向距离的电场分布计算表达式,与已有隧道内传播损耗模型的比较也表明此模型更准确有效,其结果对于隧道内通信网络的优化有一定的指导意义.     

地铁隧道列车振动特性试验研究

为获取隧道内列车荷载的振动特性,对某地铁区间隧道进行了试车试验.分析了扣件类型、列车运行速度等因素对荷载特性的影响;基于隧道断面的实测结果分析了其振动传播规律.结果表明:当地铁列车以60km/h通过时,实测振动源强均值为70.41dB;沿隧道断面的振动幅值逐渐减小,且荷载的高频分量逐渐衰减,钢轨竖向加速度最大,且以100Hz以上的高频分量为主;道床顶面和隧道基底的振动量值接近,且远大于隧道侧壁;随着车速增加,各测点的竖向分频振级逐渐增大,且低频段的振级增加更为显著,但车速的增加并未改变荷载的主频段,且随着车速增加,道床与隧道侧壁之间的振动传递损失增大;扣件类型对荷载的分频振级有较大影响.     

地铁隧道重叠段的沉降变形特性研究

为了实现地铁隧道地表沉降的高精度预测,先利用数量化理论Ⅲ筛选隧道地表沉降的重要影响因素;其次,在单项预测模型参数优化预测基础上,利用多种线性组合和非线性组合方法,实现了隧道地表沉降的组合预测研究。实例研究表明:在影响因素的筛选过程中,得出隧道沉降影响因素较多,其中,重要因素有3个,次重要因素有5个,一般因素有4个,并将后续沉降预测模型的输入层信息设定为重要因素和次重要因素。同时,单项预测模型的参数优化能在一定程度上提高预测精度,且各组合预测方法的预测效果均能不同程度的优于单项预测结果,并以非线性组合方法中RBF权值法的预测效果相对最优,其预测结果的相对误差值均值仅为1.58%,进而验证了该组合预测思路的有效性和科学性。     

列车对矩形隧道电磁波传输影响带脊波导分析

为求解矩形正脊波导的截止频率问题,把求解矿井隧道中存在列车时的电磁波传播特性问题归结为求解矩形正脊波导截止频率的问题。由矩形正脊波导中主模TE10波模的分布结构特征,用准静态方法近似的计算出等效电容和等效电感,从而计算出谐振频率,也就是矩形正脊波导的截止频率。并通过计算结果分析了矿井中列车的位置、高度和宽度对截止频率的影响。     

矿井中漏泄电缆电磁波的传播

本文研究了矿井中漏泄电缆电磁波传播问题,给出了场分布公式解及单线模式和双线模式传播常数数值解。现场实测表明文中所给理论成果正确。     

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.     

电磁波在填充非线性左手介质平板波导中的传播

对填充非线性左手介质理想导体平板波导中横电波(TE波)进行了理论分析,得到其电磁场分布和色散方程.通过数值计算,给出了部分TE波低次模的色散关系曲线.结果表明,当电磁波频率为4～6GHz时,介质的电容率和磁导率都为负;电磁波在此种波导中的各次模的色散程度随电磁波频率的增大而近似线性增大;在板间距离相同时,低次模的色散比高次模的色散大;随着板间距离的增大,电磁波在波导中的相速度线性增大;当电磁波的频率一定时,波导的色散程度随波导两板间距离增大而线性增大.     

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.     

平面电磁波在高空电离层中的传播

通过对等离子体电磁性质的讨论，研究平面电磁波在高空电离层中的传播，并对平面电磁波在电离层中的反射和的射现象做出了简单描述。     

层状粘接结构中粘弹类表面波传播特性的研究

对金属下基底 -胶粘层 -金属上基底结构中的类Rayleigh(瑞利 )波传播特性进行了研究 .从粘弹的基本理论出发 ,通过Laplace Hankel(拉普拉斯 -汗克尔 )变换及转移矩阵技术建立起类Rayleigh波的频率方程 ,将粘接层视为Kelvin(开尔文 )体计算 ,分析了其粘弹模量对波频散关系的影响 .理论计算发现 ,粘弹体的粘滞项对频散低频段影响不大 ,但随着粘滞的增大对高频可产生影响 .最后 ,计算了粘滞对Sezawa(塞扎瓦 )模式及Saw(表面声波 )模式的衰减影响 .     

斜入射电磁波在大气等离子体层中的衰减

基于WKB近似方法,研究了任意角度入射的电磁波在覆盖金属表面的大气等离子体层中的衰减.讨论了适合等离子体隐身的等离子体密度模型,数值计算了电磁波在大气等离子体层中的衰减与大气等离子体层中的负离子、入射角度以及电子碰撞频率之间的关系,并给出了相关参数的电磁波衰减.     

反铁磁平板波导的频率特性

本文揭示了反铁磁平板波导中可传播非表面波的ＴＥ慢波．研究了反铁磁介质以及反铁磁波导的传播特性，分析了波导参数对泄漏波损耗因子α（ω）的影响，结果表明在一定的频率范围内反铁磁波导具有滤波和ＴＥ、ＴＭ模式分离功能．     

层理岩体爆破应力波传播规律研究

本文以层理岩体地层隧道开挖爆破为研究背景,通过理论解析和数值模拟分析层理倾角变化对爆破应力波的传播影响。研究发现：层理对应力波具有一定的吸收和反射作用,加速了爆破应力波在层理岩体中衰减;层理倾角越大应力波的透射率越小,应力波透过层理的衰减度越大;当应力波由硬介质入射到软介质中时透射率小于1,反之透射率则大于1。当层理倾角大于30°时,应力波的反射率随层理倾角的增大而变大;小于30°时,应力波反射率随层理倾角的增大而减小。此外,运用公式求解得到质点振动速度衰减度随层理倾角变化关系。