隧道是一种特殊的受限空间,一般具有复杂结构和介质参数,无线信号传播会受到隧道的截面形状、尺寸、围岩材料电参数、电波工作频率等因素的影响,其无线电信道完全不同于地面无线电信道,无法照搬地面上的有关理论。因此,开展隧道等受限空间内无线电波传播特性FDTD分析方法研究,搞清隧道截面形状、尺寸、围岩电磁参数、电波工作频率等对电波传播特性的影响,不仅可以拓展隧道内电波传播特性分析的途径,拓宽FDTD方法的应用范围,研究成果还可以进一步推广到相关受限空间内电磁问题的数值分析,而且对完善隧道中无线传输理论、指导隧道移动通信系统建设、交通运输安全、煤矿以及矿山救护等工作具有十分重要的理论意义和使用价值。本文主要工作有:1.研究了波导端口激励源加入方法,通过算例验证了该方法良好的波形保真性和普遍性;2.研究了截面为圆形、矩形和拱形隧道中各主波模衰减率,分析了隧道截面尺寸、形状、电波工作频率、相对介电常数对衰减率的影响;3.研究了Compact-2D-FDTD算法,并用实变量Compact-2D-FDTD算法分析了截面为圆形、矩形和拱形隧道中电波传播特性,通过与解析法对比,验证了该方法的有效性;4.研究了基于MPI-Open MP混合平台的并行技术,实现了基于MPIOpen MP混合平台的隧道中电波传播特性分析三维并行FDTD算法,证明了该方法的正确性和有效性。