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【摘要】 本文基于入射及反弹射线法/镜像法对有车隧道环境的电波传播进行了仿真和分析，通过在仿真中得到的接收功率和时延扩展等传播参数，分析隧道内电波传播的特性，为简化隧道电波播模型提供依据。
【关键词】 入射及反弹射线法/镜像方法 有车隧道 传播特性
一、引言
当今社会经济快速发展，隧道环境也已经成为现代无线通信中的一个重要环境。文献[1、2]基于射线跟踪原理，研究了矩形隧道中电波传播的时延特性。文献[3]从理论与实验的角度研究隧道内电波传播的快衰落与慢衰落及时延的频率特性。
这些讨论的都是简单的长、直、空隧道环境下电波传播的特性，忽略了隧道中的车辆，有车辆行驶的隧道才是我们日常生活最常见到的隧道环境。因此，本文基于入射及反弹射线法/镜像法将针对有车的隧道环境的900MHz频段信号的传播特性进行研究。
二、仿真结果与分析
（1）仿真环境。仿真环境是长85米、宽10米、高8米的一个隧道，发射机和接收机均为垂直极化半波天线，位于隧道中部，高度为2米，接收机沿图中直线运动，隧道中有三辆家用轿车，其尺寸为4.6m×1.8m×1.6m，材质为全金属，墙、地板和天花板的电导率为0.015S/m，相对介电常数为15。其平面图如图1所示。
（2）仿真结果。有车隧道的功率分布与无车隧道的功率分布基本趋势相同，只有在70m之后，有车隧道的接收功率出现了三个低谷。但是，在本次仿真中，每个小车相距较远，这也就使得整个隧道也是一个相对空旷的隧道，但是如果隧道中小车的数量增加至十几个甚至几十个时，隧道环境就会变得更加复杂，而有车隧道的功率分布就会变得比无车隧道有很大区别。这也验证了在交通拥堵的情况时，通信信号会变得比良好交通情况是差的结果，有车和无车隧道接收功率图如图2所示。
从图3可以清晰地看出，无车隧道的时延扩展曲线是一条平滑的曲线，而有车隧道的时延扩展曲线有明显的起伏，且比无车隧道的时延扩展高出许多。有车隧道中有三个小车，就有了三个绕射体，所以隧道内的绕射会比空隧道复杂，这也导致时延扩展会比较大。
三、结论
通过仿真分析可以看出，在交通良好的情况下，有车隧道的接收功率与无车隧道差别不大，相对于无车隧道而言，有车隧道的时延扩展明显较大。这些结果可以为更好地建立有车隧道内电波传播模型提供理论依据，并且有利于有车隧道内无线通信的网络规划与优化。
参 考 文 献
[1] Li Bingyu， Zhang Shen. The Influence of Communication Distance on Multipath Channel Characteristic of Tunnel， 2003 6th International Symposium on Antennas， Propagation and EM Theory， Proceedings， 28 Oct.–1 Nov. 2003， Page（s）： 870–872
[2] Zhang Shen， Ding Enjie. The Analysis of Some Simulation Results of Wireless Channel in Rectangular Tunnel， the 3rd International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology， Proceedings， 17–19 Aug. 2002，Page（s）： 341–344.
[3] M. Lienard， P. Laly， P. Degauque. Ranging and Communication Systems Between High Speed Trains in Tunnels，2003 IEEE 58th Vehicular Technology Conference， Volume： 5， 2003， Page（s）： 3354–3357.
【关键词】 入射及反弹射线法/镜像方法 有车隧道 传播特性
一、引言
当今社会经济快速发展，隧道环境也已经成为现代无线通信中的一个重要环境。文献[1、2]基于射线跟踪原理，研究了矩形隧道中电波传播的时延特性。文献[3]从理论与实验的角度研究隧道内电波传播的快衰落与慢衰落及时延的频率特性。
这些讨论的都是简单的长、直、空隧道环境下电波传播的特性，忽略了隧道中的车辆，有车辆行驶的隧道才是我们日常生活最常见到的隧道环境。因此，本文基于入射及反弹射线法/镜像法将针对有车的隧道环境的900MHz频段信号的传播特性进行研究。
二、仿真结果与分析
（1）仿真环境。仿真环境是长85米、宽10米、高8米的一个隧道，发射机和接收机均为垂直极化半波天线，位于隧道中部，高度为2米，接收机沿图中直线运动，隧道中有三辆家用轿车，其尺寸为4.6m×1.8m×1.6m，材质为全金属，墙、地板和天花板的电导率为0.015S/m，相对介电常数为15。其平面图如图1所示。
（2）仿真结果。有车隧道的功率分布与无车隧道的功率分布基本趋势相同，只有在70m之后，有车隧道的接收功率出现了三个低谷。但是，在本次仿真中，每个小车相距较远，这也就使得整个隧道也是一个相对空旷的隧道，但是如果隧道中小车的数量增加至十几个甚至几十个时，隧道环境就会变得更加复杂，而有车隧道的功率分布就会变得比无车隧道有很大区别。这也验证了在交通拥堵的情况时，通信信号会变得比良好交通情况是差的结果，有车和无车隧道接收功率图如图2所示。
从图3可以清晰地看出，无车隧道的时延扩展曲线是一条平滑的曲线，而有车隧道的时延扩展曲线有明显的起伏，且比无车隧道的时延扩展高出许多。有车隧道中有三个小车，就有了三个绕射体，所以隧道内的绕射会比空隧道复杂，这也导致时延扩展会比较大。
三、结论
通过仿真分析可以看出，在交通良好的情况下，有车隧道的接收功率与无车隧道差别不大，相对于无车隧道而言，有车隧道的时延扩展明显较大。这些结果可以为更好地建立有车隧道内电波传播模型提供理论依据，并且有利于有车隧道内无线通信的网络规划与优化。
参 考 文 献
[1] Li Bingyu， Zhang Shen. The Influence of Communication Distance on Multipath Channel Characteristic of Tunnel， 2003 6th International Symposium on Antennas， Propagation and EM Theory， Proceedings， 28 Oct.–1 Nov. 2003， Page（s）： 870–872
[2] Zhang Shen， Ding Enjie. The Analysis of Some Simulation Results of Wireless Channel in Rectangular Tunnel， the 3rd International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology， Proceedings， 17–19 Aug. 2002，Page（s）： 341–344.
[3] M. Lienard， P. Laly， P. Degauque. Ranging and Communication Systems Between High Speed Trains in Tunnels，2003 IEEE 58th Vehicular Technology Conference， Volume： 5， 2003， Page（s）： 3354–3357.