地铁隧道内民用通信漏泄同轴电缆的电磁环境预测及其安全风险分析

TN929.5; 为了克服传统电磁数值计算方法对大尺度射频空间场计算的局限性,以准确预测地铁隧道内无线通信信号的电场强度,评估隧道大尺度民用无线通信电磁环境的安全性,本研究首先利用COMSOL软件对隧道小尺度空间内不同制式(3G、4G、5G)的民用无线通信系统辐射终端(漏泄同轴电缆)发射的信号强度进行建模;其次,基于漏泄同轴电缆的辐射机理,对隧道小尺度空间的仿真结果进行理论计算,推导了隧道大尺度空间内不同民用通信频段对应的信号强度,并将隧道内信号接收功率的计算结果与实地测量结果进行对比,两者均方根误差不超过1.58 dBm,验证了本论文基于小尺度仿真结果推导隧道大尺度空间内不同民用通信频率信号...

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Published in辐射研究与辐射工艺学报 Vol. 42; no. 4; pp. 107 - 117
Main Authors 周文颖, 赵吉庆
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室 兰州 730070 01.08.2024
Subjects
Large-scale space
场强预测
Field strength prediction
漏泄同轴电缆
Leaky coaxial cable
Subway tunnel
大尺度空间
地铁隧道
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ISSN1000-3436
DOI10.11889/j.1000-3436.2024-0010

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Summary:TN929.5; 为了克服传统电磁数值计算方法对大尺度射频空间场计算的局限性,以准确预测地铁隧道内无线通信信号的电场强度,评估隧道大尺度民用无线通信电磁环境的安全性,本研究首先利用COMSOL软件对隧道小尺度空间内不同制式(3G、4G、5G)的民用无线通信系统辐射终端(漏泄同轴电缆)发射的信号强度进行建模;其次,基于漏泄同轴电缆的辐射机理,对隧道小尺度空间的仿真结果进行理论计算,推导了隧道大尺度空间内不同民用通信频段对应的信号强度,并将隧道内信号接收功率的计算结果与实地测量结果进行对比,两者均方根误差不超过1.58 dBm,验证了本论文基于小尺度仿真结果推导隧道大尺度空间内不同民用通信频率信号强度模型的有效性;再次,利用外推法根据已得到信号强度结果,计算出地铁隧道大尺度空间内3G、4G、5G民用通信环境电场强度的最大值分别为0.143 V/m、0.098 V/m和0.204 V/m,将隧道内电场强度的计算结果与实地测量结果进行对比,计算值和测量值的均方根误差小于0.013 V/m,验证了提出的基于小尺度空间民用通信信号强度建模预测出的大尺度空间内民用通信电磁环境场强计算方法的可靠性,有效提高了隧道内大尺度空间电磁环境的计算效率;预测结果表明:地铁隧道内电磁环境功率密度预测的最大值仅为国际非电离辐射委员会(International commission on non-ionizing radiation protection,ICNIRP)公众暴露限值的0.005％,电场强度预测最大值仅为国家电磁环境控制限值(GB 8702―2014)的1.7％,证明了地铁隧道内民用无线通信电磁环境是安全的.
ISSN:1000-3436
DOI:10.11889/j.1000-3436.2024-0010