天线位置对矩形隧道电磁波传播机制分界点的影响

发布时间：2020-12-08 21:49

　　为精确地描述矩形空隧道内电磁波传播特性,根据传播理论与几何知识,推导出了矩形隧道中天线安装不同位置下分界点的计算公式;并通过实验验证了天线安装在不同位置下的结果。结果表明:在典型的宽大于高的矩形隧道中,分界点距离主要受天线高度变化而变化,受横向距离影响较小。证明提出的确定隧道电磁波传播分界点的方法是可行的。 

【文章来源】：传感器与微系统. 2020年01期 第22-25页

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

空间菲涅尔区示意

构造如图2所示的矩形隧道内自由空间区传播示意图，隧道横截面宽为2a，高为b(单位:m)。以隧道底板中心为原点，水平方向为x轴，垂直方向为y轴，隧道方向为z轴。原点定于底板中间位置。发射天线位于Pt(xt,yt,zt)，接收天线位于Pr(xr,yr,zr)，收、发天线中点为P0(x0,y0,z0)，三者之间关系为在实际工程当中，发射天线尽可能地安装在隧道中心处，以确保信号辐射到更多的地方。在这里，分别对2种安装方式进行讨论分析:1)收发天线均安装在隧道中心(x=0)处，且收发天线高度相等;2)发射天线安装在隧道中心顶板(x=0,y=b)处，收发天线水平位置，高度均不相等。

分别对以上两种类型的安装方式进行仿真，隧道宽8.14 m，高3 m，载波频率为900 MHz，如图3、图4所示。图3仿真曲线中，因为隧道的高度小于隧道宽度的1/2，当收发天线高度h<1.5 m时，分界点取决于第一菲涅尔区与隧道底板相切时的位置，即虚线代表分界点与收发天线高度的关系;当收发天线高度1.5<h<3 m时，分界点取决于第一菲涅尔区与隧道顶板相切时的位置，即实线代表分界点与收发天线高度的关系。可以观察到，收发天线安装高度h<1.5 m时，分界点距离随着收发天线高度的增大而增大;收发天线安装高度1.5<h<3 m时，分界点距离随着收发天线高度的增大而减小;收发天线高度h=1.5 m，分界点距离达到最大值。

【参考文献】：
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本文编号：2905742