漏泄同轴电缆仿真算法地研究

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1、杭州电子科技大学硕士学位论文漏泄同轴电缆的仿真算法研究研究生：陈林芳指导教师：卢山鹰副教授2012年12月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterResearchontheSimulationofLeakyCoaxialCableCandidate:ChenLinfangSupervisor:Prof.LuShanyingDecember，2012杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明

2、本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作

3、成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日杭州电子科技大学硕士学位论文摘要近年来，随着社会经济的发展，人们对移动通信的要求越来越高，人们希望在任何地点的任何时候与任何人都能及时进行沟通与联系。但是在封闭或者半封闭的空间，电磁波的传播却受到了很大的阻碍，电磁覆盖效果不佳，并且在这些场所安装天线也

4、比较困难。而漏泄同轴电缆（简称漏缆）却能弥补这些不足，它不仅有天线的功能，还有传输线的功能。漏缆通过对外导体上所开槽孔的控制，可以达到对信号盲区进行覆盖的功能。所以，漏缆在理论和设计上受到越来越多的人的关注。关于漏泄同轴电缆的理论研究比较复杂，在设计上主要还是以实验为主，但是实验研究的费用多，且无法全面了解漏泄同轴电缆的辐射特性，所以仿真软件也就应运而生。近年来，先后出现了一批比较优秀的商业化电磁场仿真软件，其中，国外软件由于出现的较早，开发和应用的时间也比较长，发展比较成熟，所以基本占领了国际市

5、场。但是这些商用软件其仿真求解的过程较为繁琐，仿真计算过程非常耗时，无法直接得到所需的一些参数，企业不易掌握，企业缺少专门针对设计漏泄同轴电缆的计算机辅助设计（CAD）软件。因而有必要开发出一款专门用来设计漏泄同轴电缆的软件。为此，我们拟自主研究并设计开发一款专门针对漏泄同轴电缆的CAD软件。本文隶属于“漏泄同轴电缆理论分析及专业CAD软件开发”项目，此项目包括对漏泄同轴电缆进行理论研究，进而开发出一款专门用来设计漏泄同轴电缆的仿真软件，该CAD软件大致可以分为三个模块：编辑模块、仿真计算模块和图

6、形输出模块。本论文主要研究漏泄同轴电缆的理论分析以及仿真计算。由于漏泄同轴电缆所特有的周期性结构，并根据Floquet原理，在整个漏泄同轴电缆的辐射机理研究过程中，求解漏泄同轴电缆的辐射场是最为关键的问题之一。对于漏泄同轴电缆的辐射场的求解主要分为两个步骤：一是对槽孔缝隙表面的电磁场分布的求解；二是对槽孔缝隙的辐射场的求解。本文完成的主要工作为：首先，研究了漏泄同轴电缆的基本结构，讨论了漏泄同轴电缆的分类及各自的泄漏机理，并研究了漏泄同轴电缆的主要电气参数及其辐射特性，还简要分析了研究漏泄同轴电缆

7、常用的方法。其次，研究了直角坐标下的时域有限差分法以及边界条件——完全匹配层，分析了时域有限差分法的稳定性，激励源的选择。为圆柱坐标系下的时域有限差分法的研究打下基础。接着，结合漏泄同轴电缆的的形状特性导出了圆柱直角坐标系下适用于漏缆的时域有限差分法方程，并加入适当的吸收边界（圆柱坐标系下的完全匹配层）和激励源，此步用于计算漏缆槽孔表面的电磁场分布，还用并矢格林函数法研究了漏缆槽孔的辐射场，并详细研究了漏泄同轴电缆使用频带的扩展方法。整个算法用Matlab语言编写，得到漏泄同轴电缆的仿真图。I杭州

8、电子科技大学硕士学位论文最后，简单介绍了漏泄同轴电缆仿真软件的设计流程及其用户界面。关键词：漏泄同轴电缆，时域有限差分法，并矢格林函数法，仿真算法，MATLABII杭州电子科技大学硕士学位论文ABSTRACTInrecentyears,withthevigorousdevelopmentoftheeconomy,peopletothedemandofmobilecommunicationishigherandhigher,andpeoplehopethattheycancommun