基于SSFT-PE表面粗糙隧道电波传播研究

摘要

在高速隧道、矿井等电波通信中,隧道等通常建模为带介质损耗的波导.隧道壁的随机粗糙会对电波传播造成散射和衰减效应,当需要精确预测隧道中电磁分布预测时,通常需要考虑该影响.为了定量分析隧道壁的随机粗糙损耗,提出了一种基于抛物方程分步傅里叶解法的隧道电波传播计算方法,通过引入等效粗糙因子修正传统算法,得到可应用于表面粗糙隧道电波传播的SSFT-PE模型.利用所提方法分析5G频段下随机粗糙程度对电波传输的影响,结果表明:在典型的矩形和拱形隧道中,当随机粗糙标准差σh等于5 cm时,在0.5～2.5 GHz频段,随机粗糙带来额外约0.5 dB损耗;在2.5～3.6 GHz频段,随机粗糙带来额外2.1 dB损耗,在5G频段的损耗大于其他低频段;在相同仿真频率下,额外的损耗随着粗糙程度的增加而增加.