泄漏同轴电缆的仿真算法

摘要:

近年来，随着社会经济的发展，人们对移动通信的要求越来越高. 人们希望随时随地与任何人进行沟通和联系. 但是，在封闭或半封闭的空间中，电磁波的传播受到极大的阻碍，电磁波覆盖效果不好，并且在这些地方安装天线也很困难. 泄漏的同轴电缆（简称泄漏电缆）可以弥补这些缺陷，不仅具有天线的功能，还具有传输线的功能. 泄漏电缆可通过控制外导体上的长孔来实现覆盖信号盲区的功能. 因此，泄漏电缆在理论和设计上引起了越来越多的关注. 漏泄同轴电缆的理论研究相对复杂，主要是基于实验进行设计，但是实验研究成本高，无法充分理解漏泄同轴电缆的辐射特性，因此出现了仿真软件. 近年来，已经出现了许多优秀的商业电磁场仿真软件. 其中，由于国外软件的出现较早，开发和应用时间相对较长，并且开发相对成熟，因此它们基本占领了国际市场. 但是，这些商用软件的仿真解决方案过程比较繁琐，仿真计算过程非常耗时，并且某些需要的参数无法直接获得. 企业掌握起来并不容易. 企业缺乏专门用于设计泄漏同轴电缆的计算机辅助设计（CAD）软件. 因此，有必要开发专门设计用于设计泄漏同轴电缆的软件. 为此，我们计划独立研究和设计专门用于泄漏同轴电缆的CAD软件.

本文属于“泄漏同轴电缆的理论分析和CAD软件开发”项目. 该项目包括对泄漏同轴电缆的理论研究，然后开发专门设计用于设计泄漏同轴电缆的仿真软件. CAD软件大致可分为三个模块: 编辑模块，模拟计算模块和图形输出模块. 本文主要研究泄漏同轴电缆的理论分析和仿真计算. 由于泄漏同轴电缆的独特的周期性结构耦合型漏泄同轴电缆，并且根据Floquet原理，在泄漏同轴电缆的辐射机理的研究过程中，解决泄漏同轴电缆的辐射场是最关键的问题之一. 泄漏同轴电缆泄漏场的解决方法主要分为两步: 一是解决缝隙表面电磁场分布的问题；二是解决缝隙表面电磁场分布的问题. 另一个是解决缝隙辐射场的问题. 本文完成的主要工作是: 首先，研究了泄漏同轴电缆的基本结构，讨论了泄漏同轴电缆的分类和各自的泄漏机理，以及泄漏同轴电缆的主要电气参数和辐射特性. 还研究了分析泄漏同轴电缆的常用方法的简要分析. 其次，研究了直角坐标系的时域有限差分法和边界条件完美匹配层. 分析了时域有限差分法的稳定性和激励源的选择. 为圆柱坐标系中时域有限差分法的研究奠定了基础. 然后，结合漏泄同轴电缆的形状特性，推导了漏泄电缆在圆柱直角坐标系中的时域有限差分方法方程，并给出了适当的吸收边界（在圆柱坐标系中完全匹配的层）和激励. 源添加. 此步骤用于计算泄漏电缆槽表面上的电磁场分布. 还使用二进格林函数方法研究了泄漏电缆槽的辐射场耦合型漏泄同轴电缆，并详细研究了泄漏同轴电缆的频带扩展方法. 整个算法用Matlab语言编写，得到了泄漏同轴电缆的仿真图. 最后，简要介绍了泄漏同轴电缆仿真软件的设计过程和用户​​界面.

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