受限空間中的新型天線設(shè)計及其電波覆蓋特性的研究.pdf

1、在隧道、礦井巷道這類常見的受限空間內(nèi)，無線通信對車輛安全運行、人員安全工作具有十分重要的作用。但是這些受限空間的空間尺寸狹小，電磁環(huán)境復雜，電波傳播的路徑損耗較大，通信質(zhì)量很難得到保障，其中天線性能對電波覆蓋的影響至關(guān)重要。以往對受限環(huán)境中的電波覆蓋特性研究大多考慮以平面波入射的情況，較少考慮天線存在時的影響。本文針對現(xiàn)有研究中存在的問題，選取了隧道作為典型的受限空間模型，將天線波束的歸一化方向圖函數(shù)與射線追蹤方法聯(lián)合建模，分析了不同形

2、狀波束對受限空間內(nèi)電波覆蓋的影響;提取了八木天線和平面陣列天線的歸一化方向圖函數(shù)，對其在受限空間內(nèi)的電波覆蓋特性進行了分析研究，并提出了天線的優(yōu)化方案，提高了天線電波覆蓋性能;討論了隧道環(huán)境因素和天線工作頻率對受限空間中電波覆蓋特性的影響。
　　本文的主要工作和創(chuàng)新點如下:
　　1.研究了不同的天線波束形狀對隧道內(nèi)電波覆蓋的影響。分析了四種具有相同半功率波瓣寬度但波束形狀不同的方向圖對隧道內(nèi)電波覆蓋的影響，討論了其半功率波瓣

3、寬度、波束發(fā)射位置所引起的電波衰落的變化;以電波傳播路徑損耗作為評價依據(jù)，通過對比分析不同形狀波束在受限空間環(huán)境下的電波傳播路徑損耗曲線，得出了具有高方向性的矩形波束更適用于受限空間環(huán)境內(nèi)電波覆蓋的結(jié)論。
　　2.研究了在工程中得到廣泛應(yīng)用的八木天線和平面陣列天線的天線結(jié)構(gòu)及其輻射方向圖函數(shù)，并對受限空間環(huán)境下的天線結(jié)構(gòu)對其電波覆蓋特性的影響進行了分析;通過對天線結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，使其在隧道內(nèi)的電波覆蓋特性得到了改善;分析了在相同主瓣情