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低频弹性波大地信道的特性分析

王婷  
【摘要】:低频透地通信被认为是最可靠的应急通信手段,但是由于大地信道的不均匀性和复杂的地形地貌,特别是受大地信道多径传播和大地噪声的影响,弹性波透地通信实现起来比较困难,本文依据矿山救灾透地通信系统对于大地信道特性的需求,分析了低频弹性波在大地信道中传输的特性。 对大地信道的地质参数、分层特性、波导效应和压电效应等特性进行了较为深入的研究,大地信道具有低通滤波的特性,导致传输在大地信道中的弹性波会被滤除高频的成分,而只保留低频成分;利用弹性波的波动方程和弹性波在弹性分界面的反射、透射分析了低频弹性波在矿山救灾透地通信系统大地信道中的传输特性。 基于对大地信道特性的了解,建立大地信道的五层介质模型,利用弹性波传输理论和佐普里兹(Zoeppritz)方程简化计算公式,对建立的模型进行推导计算,推导出弹性波经过大地信道模型之后的弹胜波振幅计算公式,以及弹性波信号经过大地信道模型后的多径时延问题,分析了低频弹性波在均匀各向同性弹性介质和均匀非完全弹性介质中的振幅衰减特性和多径特性。最后用Mathematica仿真软件对于分析结果进行仿真得到了初步的仿真结果,对于这些仿真结果进行了详细的讨论,得出了一些初步的结论。 本文得出的这些初步的结论对于矿山救灾透地通信系统的研究有一定的参考意义,对于本课题的深入研究将会进一步推动矿山救灾透地通信系统的发展。


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