發(fā)布時(shí)間：2017-08-04 18:05

  本文關(guān)鍵詞：火場(chǎng)煙霧及火焰對(duì)S波段微波衰減特性影響研究

  更多相關(guān)文章： 火場(chǎng)煙霧 火焰 S波段微波 散射和吸收 衰減特性

【摘要】：S波段微波具有傳輸信息容量大、實(shí)時(shí)性好、可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于通信、雷達(dá)、遙感、定位等多種科技領(lǐng)域中。在火場(chǎng)應(yīng)急救援應(yīng)用中(如無(wú)線通信、室內(nèi)定位以及生命探測(cè)雷達(dá)),由于火場(chǎng)環(huán)境中煙霧、火焰等物質(zhì)對(duì)微波傳播產(chǎn)生散射和吸收作用的影響,可引發(fā)信號(hào)干擾、時(shí)延及中斷等問(wèn)題,研究火場(chǎng)環(huán)境中煙霧和火焰對(duì)微波傳播特性的影響規(guī)律,對(duì)發(fā)展火場(chǎng)環(huán)境中的通信和探測(cè)技術(shù)理論及其應(yīng)用具有重要意義。本文旨在研究火場(chǎng)煙霧及火焰對(duì)S波段微波傳播特性的影響,建立相關(guān)的微波傳播模型,揭示煙霧和火焰特性參數(shù)對(duì)微波衰減特性影響規(guī)律,為解決火場(chǎng)環(huán)境中微波傳輸問(wèn)題提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支撐。主要的研究工作包括：火場(chǎng)煙霧對(duì)微波衰減機(jī)理研究。從煙霧的物理特性和電磁波基礎(chǔ)理論出發(fā),針對(duì)S波段微波波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于煙顆粒粒徑,采用Rayleigh近似理論計(jì)算煙顆粒的散射和吸收截面,分析火災(zāi)煙顆粒引起微波衰減的主要原因;建立火場(chǎng)煙霧環(huán)境中的微波傳播模型�；饒�(chǎng)煙霧對(duì)S波段微波衰減特性的實(shí)驗(yàn)研究。設(shè)計(jì)火場(chǎng)環(huán)境中的微波傳播實(shí)驗(yàn)平臺(tái),測(cè)量棉繩陰燃、聚氨酯明火、正庚烷明火、柴油明火四種火災(zāi)煙霧的煙霧濃度、微波衰減等相關(guān)特征參數(shù)。結(jié)果表明微波在火災(zāi)煙霧中傳播有明顯衰減,且衰減隨著煙霧濃度的增大而增大：四種典型煙霧對(duì)微波傳播特性的影響不同,正庚烷和柴油明火煙霧引起的微波衰減較大,對(duì)微波傳播影響較為明顯；計(jì)算并修正了煙霧濃度衰減系數(shù),獲得特定工況下微波的衰減公式和傳播公式�；鹧鎸�(duì)S波段微波衰減特性實(shí)驗(yàn)研究�；诨鹧鎸�(duì)微波的衰減機(jī)理,通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究分析了酒精火焰對(duì)S波段微波衰減特性的影響規(guī)律,研究表明微波衰減特性取決于微波頻率和火焰的電磁特性參數(shù)。當(dāng)微波頻率小于自由電子震蕩頻率和碰撞頻率時(shí),火焰對(duì)微波衰減隨著微波頻率的增大而增大；隨著自由電子密度增大,微波衰減單調(diào)增大；隨著電子-中性粒子碰撞頻率增大,微波衰減表現(xiàn)為先增大后減小,當(dāng)電子-中性粒子碰撞頻率達(dá)到最佳碰撞頻率時(shí),微波衰減最大。
【關(guān)鍵詞】：火場(chǎng)煙霧 火焰 S波段微波 散射和吸收 衰減特性
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU998.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 引言11-12
• 1.2 研究背景與研究意義12-16
• 1.2.1 室內(nèi)火災(zāi)的發(fā)展過(guò)程12-13
• 1.2.2 火場(chǎng)環(huán)境13-14
• 1.2.3 火場(chǎng)環(huán)境對(duì)電磁波傳播衰減的研究意義14-16
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4 研究目標(biāo)、內(nèi)容和技術(shù)路線18-19
• 1.4.1 研究目標(biāo)18
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容18
• 1.4.3 技術(shù)路線18-19
• 1.5 本文章節(jié)安排19-21
• 第2章 火場(chǎng)煙霧及火焰對(duì)電磁波傳播的衰減機(jī)理21-33
• 2.1 火災(zāi)煙霧的物理特性21-24
• 2.1.1 火災(zāi)煙霧的生成21
• 2.1.2 煙顆粒粒徑與粒徑分布21-23
• 2.1.3 煙霧濃度23-24
• 2.2 火災(zāi)煙顆粒對(duì)電磁波傳播的衰減作用24-29
• 2.2.1 散射作用24-28
• 2.2.2 火災(zāi)煙顆粒的S波段微波衰減特性28-29
• 2.3 火焰對(duì)電磁波傳播的衰減作用29-31
• 2.3.1 衰減機(jī)理分析29
• 2.3.2 理論計(jì)算29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-33
• 第3章 室內(nèi)火場(chǎng)煙霧和火焰中微波傳播實(shí)驗(yàn)33-47
• 3.1 火場(chǎng)的微波輻射33-36
• 3.1.1 基本原理33-35
• 3.1.2 微波輻射實(shí)驗(yàn)結(jié)果35-36
• 3.2 S波段微波在煙霧中傳播實(shí)驗(yàn)36-43
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>37
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)裝置37-41
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)材料41-42
• 3.2.4 實(shí)驗(yàn)初始參數(shù)42
• 3.2.5 實(shí)驗(yàn)步驟42-43
• 3.3 S波段微波在火焰中傳播實(shí)驗(yàn)43-46
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)裝置43-45
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容45-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第4章 煙霧對(duì)微波衰減實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析47-63
• 4.1 初始標(biāo)定結(jié)果47-48
• 4.2 四種火災(zāi)煙霧環(huán)境中微波衰減特性48-60
• 4.2.1 棉繩陰燃煙霧49-53
• 4.2.2 聚氨酯明火煙霧53-55
• 4.2.3 正庚烷明火煙霧55-57
• 4.2.4 柴油明火煙霧57-60
• 4.3 四種典型煙霧的微波衰減特性比較60-62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 第5章 火焰對(duì)微波衰減實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析63-73
• 5.1 酒精明火煙霧的影響63
• 5.2 火焰對(duì)微波衰減特性影響分析63-70
• 5.2.1 火焰溫度63-65
• 5.2.2 失重速率與微波衰減量65
• 5.2.3 衰減常數(shù)65-67
• 5.2.4 不同頻率微波的衰減特性67
• 5.2.5 電子-中性粒子碰撞頻率和自由電子密度67-70
• 5.3 本章小結(jié)70-73
• 第6章 總結(jié)與展望73-75
• 6.1 總結(jié)73-74
• 6.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)74
• 6.3 工作展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-81
• 致謝81-82
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果82

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