无线电波在海面、城市中心、山区、隧道、地铁等复杂环境下或高速度运动、电磁干扰等情况下,由于路径损耗、多径效应、多普勒效应、噪声等的影响,传播情况非常复杂。因此无线通信中的信道分析和实现通信目标区域的场强覆盖变得非常重要,以保证无线通信在这些区域能正常进行。中继技术可以用于解决这些特殊电磁区域的场强覆盖。本文首先介绍了与研究领域有关的中继技术、无线电波传播规律及无线传播环境的相关知识。介绍了几种计算电磁学方法,并进行了简单的比较。然后本文选用几何光学法对矩形隧道和矩形棚洞中的电磁传播特性进行了研究和分析。棚洞是一种很有前途的环保型隧道。矩形隧道和矩形棚洞属于特殊限定空间,为保证其中无线通信的正常进行,需对其中的电磁传播特点进行研究并解决其无线信号覆盖的问题。本文对矩形隧道和矩形棚洞内的场强分布进行了研究,总结了不同几何尺寸、电磁传播频率、电磁极化方式下,其中的电磁传播特点,发现其具有很明显的多径衰落现象。在国内首次对棚洞中的电磁传播进行了研究,编写出了相关的仿真程序,可以很方便快捷的对矩形棚洞内的电磁传播特性进行仿真和分析。并在对矩形隧道和矩形棚洞内电磁传播特点分析的基础上,研究了在这种特殊的电磁传播环境下的中继技术。在国内首次对棚洞中无线中继技术的运用进行研究,并给出了分析和研究结果。并对矩形隧道和矩形棚洞中电波多径传播对无线通信的影响进行了分析,并对在矩形隧道和矩形棚洞中各种通信模式抗多径、干扰、噪声的能力进行了研究。本文最后进行了总结,对下一代无线通信中,特别是在协作通信系统中无线中继的应用进行了初步介绍,对其可能突破方向进行了初步探讨。