矩形巷道对称振子天线的辐射特性及传输模式研究

本文主要探讨了矩形巷道中对称振子天线的辐射特性，该研究对于煤矿井下的无线通信系统设计具有重要意义。研究者首先建立了对称振子天线在煤矿井下巷道内的积分方程模型，这是一种数学工具，用于精确模拟天线在复杂环境中的电磁场行为。通过对这个模型的计算分析，他们揭示了矩形巷道内对称振子天线辐射场的特征。 结果显示，当对称振子天线置于矩形巷道中时，电磁波的传输并非单一模式，而是呈现出多模态特性。这意味着信号会在不同的 TE（Transverse Electric）和 TM（Transverse Magnetic）模式之间传播，TE模占据主导地位，其总功率占比超过80%。这表明在巷道内，TE模是主要的信息传输通道，对于信号的稳定性和有效性有着关键影响。 值得注意的是，尽管天线的位置有所变化，TE模的功率最大模式的指数变化相对较小，这意味着即使在巷道的不同位置，天线的性能表现依然较为稳定，这对实际应用中的设备布局和优化具有指导意义。此外，该研究还提供了传输模式的归一化传输功率分布，这对于了解信号强度随距离衰减以及设计合理的信号接收和处理策略至关重要。 总结来说，这项研究深入解析了矩形巷道中对称振子天线的辐射特性，为煤矿井下的无线通信设计提供了重要的理论支持，对于提高通信效率、确保信号质量以及优化网络部署具有实际价值。同时，它也展示了在复杂环境中选择和优化天线类型的重要性，尤其是在考虑到巷道结构和电磁波传播规律的情况下。