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《圆形隧道中被导电磁波传输衰减的频率特性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第29卷第5期煤炭学报Vol.29No.52004年10月JOURNALOFCHINACOALSOCIETYOct.2004文章编号:0253-9993(2004)05-0630-05圆形隧道中被导电磁波传输衰减的频率特性123刘会丽,魏占永,孙继平(11河北工业大学理学院,天津300130;21河北工业大学电器研究所,天津300130;31中国矿业大学(北京)信息工程研究所,北京100083)摘要:给出了波导波模方程、单线波模方程和双线波模方程,并利用数值分析方法求解,得出有关结论,即单线波模由于受隧道
2、壁影响在衰减频率特性曲线上出现了峰值点,双线波模的场基本上分布在两导线之间和周围较小的范围内,衰减率随频率单调增加.关键词:圆形遂道;被导电磁波;衰减;频率特性中图分类号:O44114文献标识码:AFrequencycharacteristicoftransmittedattenuationofguidedelectromagneticwavesincirculartunnel123LIUHui2li,WEIZhan2yong,SUNJi2ping(11SchoolofTheory,HebeiUniver
3、sityofTechnology,Tianjin300130,China;21ElectricApparatusInstitute,HebeiUniversityofTechnology,Tianjin300130,China;31ResearchInstituteofInformationEngineering,ChinaUniversityofMiningandTechnology(Beijing),Beijing100083,China)Abstract:Waveguidemodeequationa
4、ndmonofilarmodeequationandbifilarmodeequationwereexpressed,andthroughnumericalmethodthesolutionsofmodeequationwereobtained1Theconclusionsarethatattenuationsfrequencycharacteristiccurvesofmonofilarmodehaspeakspointowingtolossarosebytunnelwall,andthatthefie
5、ldofbifilarmodedistributesbetweenlineandlineandatthelittlespacearoundthelines,attenuationsraterisesmonotonouslywiththefrequencyincreasing1Keywords:circulartunnel;guidedelectromagneticwaves;attenuationsrate;frequencycharacteristic在各类隧道中(如矿井隧道、铁路隧道和公路隧道等)一般
6、都不同程度地含有纵向导体如轨道、照明[1]线、电话线、动力线、专用感应线、水管及长列机车等.这些导体的存在改变了电磁波的传播特性,以下将在相当宽的频域范围内具体阐述隧道中被导电磁波传输的衰减特性.1基本理论无限长圆形隧道往往看作有耗介质管波导,内部为自由空间,外部为均匀介质.空隧道仅承载电磁波波导波模;当隧道中含有1根纵向导体时,存在的场有波导波模、单线波模;当隧道中含有2根导体时,存在的场有波导波模、单线波模和双线波模;当隧道中有2根以上导体时,将会出现以上3种波模的叠加.111波导波模的频率特性设圆形
7、隧道的半径为a0,隧道内部电参数为(ε0,μ0),外部电参数为(σe,εe,μe),建立圆柱面坐收稿日期:2003-10-14作者简介:刘会丽(1970-),女,河北大城人,讲师.Tel:022-26564681第5期刘会丽等:圆形隧道中被导电磁波传输衰减的频率特性631[2]标系,利用电磁场切向分量连续性可得圆形波导波模方程为μJ′μ(2)22(2)20m(u)eH′m(v)k0J′m(u)keH′(v)2211-(2)μ-μ(2)=-mΓ2-2,(1)uJm(u)vHm(v)0uJm(u)evHm(v
8、)uv22222222式中,ke=ωμe(εe-jσe/ω);k0=ωμ0ε0;u=a0k0+Γ;v=a0ke+Γ;exp(jωt-Γz)为传播因(2)子;Jm(u)为第一类m阶Bessel函数;Hm(v)为第二类m阶Hankel函数;m为整数;Γ=α+jβ为传播常数,外部媒质导磁率一般取μe=μ0.当隧道截面远大于波长时(即k0a0m1),Hankel函数及其导数用大宗量近似,可得圆形隧道中各类波模衰减常数的近似表达式为1(
