本文選題：彎曲隧道　切入點：額外損耗　出處：《北京交通大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：社會經(jīng)濟發(fā)展越來越快,人們的精神與物質(zhì)需求越來越高,通信中進(jìn)一步提高與優(yōu)化用戶體驗是必然趨勢,也是人們不斷努力的目標(biāo)。 城市迅速擴張意味著涌入了更多的人口,交通壓力是城市生活中永恒的話題,地鐵、高鐵等受限空間的利用為人們打造了方便快捷的生活方式。在通信領(lǐng)域中,受限空間不同于開放空間,電波傳播特性有所改變。幾十年來,已經(jīng)有一些學(xué)者對直隧道進(jìn)行研究,并提出了很重要的理論和模型�？墒顷P(guān)于彎曲隧道的研究還比較少,電波在彎曲隧道中傳播產(chǎn)生的路徑損耗比電波在直隧道中傳播產(chǎn)生的路徑損耗更大,本文的創(chuàng)新點在于通過對這種電波在彎曲隧道中產(chǎn)生的額外損耗進(jìn)行仿真、提取、分析和建模來研究電波在彎曲隧道中的傳播特性。 本文主要工作如下： (1)通過仿真的方式得到所需的直隧道和彎曲隧道內(nèi)接收信號功率,分別對不同橫截面形狀的隧道進(jìn)行仿真,如矩形橫截面隧道、拱形橫截面隧道(本文稱為“Type1型隧道”)和馬蹄形橫截面隧道(本文稱為“Type2型隧道”),也對不同信號的發(fā)射頻率、彎曲隧道的不同曲率半徑以及隧道內(nèi)接收機的不同位置進(jìn)行仿真,為后續(xù)電波傳播特性的研究提供數(shù)據(jù)。 (2)根據(jù)仿真得到的數(shù)據(jù)計算路徑損耗因子,探究隧道內(nèi)不同因素對電波傳播損耗的影響。發(fā)現(xiàn)彎曲隧道的曲率半徑越小(隧道彎曲程度越大),損耗因子越大,表明隧道彎曲減少了波導(dǎo)效應(yīng)。發(fā)現(xiàn)發(fā)射信號的頻率越高,損耗因子越大,損耗越大。此外,論文還探討了隧道橫截面以及隧道內(nèi)不同位置的接收機對損耗因子的影響。 (3)對彎曲隧道場景仿真得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行額外損耗的計算,探究隧道內(nèi)不同因素對額外損耗的影響。額外損耗是一個相對概念,指電波在彎曲隧道內(nèi)傳播產(chǎn)生的損耗與相同環(huán)境下在直隧道中產(chǎn)生的損耗之差。根據(jù)觀察到的額外損耗的特性,提出在距離上對額外損耗進(jìn)行階段分析,共分成三個階段,為彎曲隧道的額外損耗建立更精確的模型。發(fā)現(xiàn)三個階段中,彎曲隧道曲率半徑越小(彎曲程度越大),額外損耗越大；在前兩個階段中,發(fā)射信號的頻率越高,額外損耗越大,但在第三個階段中沒有顯示出這樣的特性；此外,本文還發(fā)現(xiàn)接收機在彎曲隧道內(nèi)壁側(cè)時,隧道內(nèi)的額外損耗比接收機在彎曲隧道外壁側(cè)時的額外損耗大。 綜上所述,本文從理論上提供了可應(yīng)用到不同類型的彎曲隧道內(nèi)電波傳播的模型,從工程應(yīng)用上為彎曲隧道內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃提供指導(dǎo)。
[Abstract]:With the rapid development of social economy and the higher demand of people's spirit and material, it is an inevitable trend to further improve and optimize the user experience in communication, and it is also the goal of people's constant efforts. The rapid expansion of cities means an influx of more people, traffic pressure is an eternal topic in urban life, and the use of restricted space such as subway and high-speed rail has created a convenient and fast way of life for people. In the field of communications, Confined space is different from open space, and the characteristics of electric wave propagation have changed. Over the past decades, some scholars have studied straight tunnels and put forward very important theories and models. The path loss caused by the propagation of the electric wave in the curved tunnel is greater than that caused by the propagation of the electric wave in the direct tunnel. The innovation of this paper lies in the simulation and extraction of the extra loss caused by the electric wave in the curved tunnel. The propagation characteristics of electric waves in curved tunnels are analyzed and modeled. The main work of this paper is as follows:. The received signal power in the straight tunnel and the curved tunnel is obtained by simulation, and the different cross-section tunnel is simulated, such as the rectangular cross-section tunnel. The arch cross-section tunnel (referred to in this paper as the "Type1 tunnel") and the horseshoe section tunnel (in this paper called the "Type2 tunnel") are also simulated for different signal emission frequencies, different curvature radii of the curved tunnel and different positions of the receiver in the tunnel. To provide data for the subsequent study of the propagation characteristics of radio waves. The influence of different factors in the tunnel on the propagation loss of the electric wave is investigated according to the data obtained from the simulation. The smaller the curvature radius of the curved tunnel is, the greater the loss factor is, the larger the bending degree of the tunnel is, the greater the loss factor is. It is found that the higher the frequency of the transmitted signal, the greater the loss factor and the greater the loss. In addition, the influence of the cross section of the tunnel and the receiver at different positions in the tunnel on the loss factor is also discussed. 3) to calculate the additional loss of the data obtained from the simulation of the curved tunnel scene, and to explore the influence of different factors in the tunnel on the extra loss. The extra loss is a relative concept. The difference between the loss caused by the propagation of electric waves in a curved tunnel and that in a straight tunnel in the same environment. According to the characteristics of the observed extra loss, a phase analysis of the extra loss in distance is proposed, which is divided into three stages. A more accurate model for the extra loss of a curved tunnel is established. It is found that the smaller the curvature radius of the curved tunnel is in three stages (the greater the curvature, the greater the extra loss; the higher the frequency of the transmitted signal, the greater the extra loss in the first two phases. In the third stage, however, this characteristic is not shown. In addition, we find that the extra loss of the receiver on the inner side of the curved tunnel is greater than that of the receiver on the outer side of the curved tunnel. To sum up, this paper provides a theoretical model for the propagation of radio waves in different types of curved tunnels, and provides guidance for the network planning in curved tunnels in engineering applications.
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN011

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本文編號：1637718