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无线电波在大地媒质中的传播特性研究 【中文题名】 无线电波在大地媒质中的传播特性研究 【英文题名】 Research on Characteristic of Radio Wave Transmitting in Stratum Medium 【中文摘要】 煤矿地下开采及其它的地下建筑需要灵活、安全的应急通信系统，而这种非寻常的通信应该采用透地无线通信方式，只有这种通信方式才能满足地面到地下有限空间对安全通信的要求，因此研究无线电波在大地媒质中的传播特性就显得尤为重要。本课题基于煤矿安全的无线电透地通信系统设计,分析和研究无线电波在大地复杂媒质中的传播特性。详细分析了大地媒质的特性及其各种参数对无线电波传播的影响，给出了适合透地通信的工作频段；在建立大地不同分层媒质模型的基础上，采用解析的方法推导出了无线电波在大地多层突变和渐变媒质中的反射和透射系数表达式 【英文摘要】 An emergency security communication system is needed for the exploitation of mine and other underground buildings. In order to solve this problem, the best way should be penetration stratum communication, only by which can meet the needs of communication in the non-free space. Therefore, it is very essential to study the characteristic of the radio wave transmitting through the earth. The transmission characteristic of the radio wave in complex medium of the stratum is analyzed and researched in this s 【中文关键词】 透地通信 . 大地媒质 . 传播特性. 时域有限差分法. 【英文关键词】 through-the-earth communication. stratum medium. transmission Characteristic. Finite-Difference Time-Domain FDTD. 1 绪论 7-12 1.1 研究的背景 7-8 1.2 国内外的研究动态及发展趋势 8-10 1.2.1 国内外的研究动态 8-10 1.2.2 矿井地下通信系统的发展趋势 10-12 1.3 课题研究的意义 10-11 1.4 本文的组织及所做的主要工作 11-12 2 大地媒质的特性和无线电波传播一般理论 12-25 2.1 大地媒质的特性分析 12-16 2.1.1 岩层的一般结构 12-12 2.1.2 大地媒质的参数 12-14 2.1.3 大地媒质参数和电波传播的关系 14-16 2.2 无线电波传播一般理论 16-24 2.2.1 Maxwell基本方程 16-16 2.2.2 电磁波在自由空间中的传播 16-18 2.2.3 电磁波在有耗媒质中的传播 18-20 2.2.4 电磁波在自由空间和理想大地边界的反射和透射 20-25 2.3 本章小结 24-25 3 无线电波在大地多层媒质中的传播分析 25-42 3.1 大地突变型媒质中的反射和透射系数求解 25-38 3.1.1 大地三层媒质中的反射和透射系数 25-29 3.1.2 大地四层媒质中的反射和透射系数 29-34 3.1.3 无线电波在地面以下的传播损耗计算 34-40 3.2 大地渐变型介质中的反射和透射系数 38-41 3.2.1 反射和透射系数的求解 40-42 3.3 本章小结 41-42 4 无线电波在大地多层媒质中传播的数值分析 42-55 4.1 电磁问题中的时域有限差分法 42-50 4.1.1 时域有限差分法的基本原理 42-47 4.1.2 数值稳定性条件 47-48 4.1.3 时域有限差分法的优点及求解步骤 48-50 4.2 时域有限差分法在大地复杂媒质中的应用 50-54 4.2.1 大地媒质的计算模型及分析 50-52 4.2.2 电磁脉冲在大地媒质中的传播 52-61 4.3 本章小结 54-55 5 总结和展望 55-57 5.1 本文总结 55-56 5.2 技术展望 56-61 致谢 57-058 参考文献 058-61 附录 61-61