无线扩频微波在铁路隧道中传播特性的研究及应用

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1、青岛科技大学研究生学位论文无线扩频微波在铁路隧道中传播特性的研究及应用摘要现代铁路隧道施工或者矿井开采作业中，因其严酷的工作环境，目前尚缺乏方便可靠的方式来监视现场，从而进行有效的指挥、调度、以及对存在的危险及时进行预警。应中铁十六局湖北宜昌到四川万州铁路隧道施工段的要求，我们成功地为宜万隧道施工现场设计安装了无线网络视频监控系统，并从理论上对隧道电磁波传播特性进行较深入研究，得到了一些重要结果。在隧道内，传统意义上的多径效应问题反而成了我们利用来进行弯道传输和提高信号强度的有效手段。根据理论结果做出了科学的设计，合理选用设备器材

2、，解决了一系列施工中所遇到的具体问题，经实地安装调试，投入运行，图像和语音传输效果非常令人满意，受到了现场指挥部的好评。印证了我们对隧道内电波传播特性的分析是『E确的。隧道内条件的复杂性使无线电波传输特性的研究相对于自由空间来说要网难的多。本文从室内电磁波传播特性的研究入手，为隧道等特殊情景下电磁波传播特性的分析和研究提供了可借鉴的经验和可供模拟的场所，然后重点对电磁波在隧道内的传播特性展开深入研究。讨论中以矩形截面隧道为简化模型，讨论了利用射线追踪法进行隧道无线信道仿真时存在的问题，给出矩形隧道中各次反射波传输所遵循的规律——一

3、帐篷定律和各次反射线传输距离的迭代算法，为隧道无线传输信道的计算机仿真提供一种系统的方法。通过实际仿真与实验结果的比较说明了模型的正确性。同时通过仿真结果的分析，得到了一些有意义的结论，如当频率升高时，时延扩展降低，有利于高速数据传输；又如时延扩展随距离增加而有所增加等；这些重要结果为本项目工程的最终设计成功奠定了理论基础。用于铁路隧道施工的无线通信视频监控网络系统在国内尚未见报道，具有重要的现实意义和推广价值。本文所提出的隧道电波分析方法和结果，也具有一定的理论意义，可以作为无线电爱好者或者研究人员参考和借鉴。关键词：隧道中的电

4、磁波电波传输仿真视频监控无线信道模型无线扩频微波在铁路隧道中传播特性的研究及应用RESEARCHANDAPPLIcATl0N0FTHEWIRELESSSPREADSPECTRUMINTU阳啦LABSTRACTTheworkingcircumstanceiSsevereinmodernraiiroadtunnelconstructionandtheminepitminingwork．BeinginsuffiCienteffiCientdirectionsonthespot，potentialdangerscannotbeforese

5、enandefficientconductioncannotbeafforded。BytherequestofsixteenthbureauofChinarailwaywork／ngontheYichang，Hubei—wanZhou，Sichuansector．wehavedesignedandjnstalledthewirelessnetworkmonitoringsystem。Meanwhile，wehavedonemuchworkonthemicrowavepropagationcharacteristicintunnel

6、andobtainedsomeimportantresults．Intunnel，traditionalmulti—patheffectreverselybecomesanefficientwaytoenhancethesignalintensityandmakethesignaltransmitalongtheabrupts．ThetheoryanalyseshelpUStomakescientificdesignandchooseappropriateequipmentandsolvesomeproblemsinproject

7、．Theteststhatareappraisedbythecommandersonthespotaresatisfactory：thepicturesareclearandthevoiceiSfluent．Thesetestsinturnverifiedtheresearchonthemicrowaveintunnel．Forthecomplexcircumstances，itiSmoredifficulttoresearchintunnelthaninfreespace．First，thispaperbeginsthestud

8、yunderthehouseenvironmentthathasbeenproceededformanyyearsandmaturedtosomeextent，whichcanofferthenecessarySimulationenvironme