由于封闭空间（如涵洞、矿井或隧道）中存在的相互作用，对封闭空间内的通信系统进行建模可能比较困难。这些复杂的相互作用包括多重反射、多重地面反弹、拐角处的衍射等。其中每一种相互作用都是精确计算接收功率的关键因素。Remcom 的Wireless InSite不仅能对每种相互作用进行建模，还能以高效、精简的方式创建封闭模型。
以暗渠或其他封闭空间为重点的通信分析非常重要，因为系统周围的环境与更开阔的区域截然不同。与暗渠各部分的通信对于确保操作的安全性和效率至关重要。了解通信设备在实际情况下的性能有助于设计工程师确保覆盖整个暗渠。
在矿井救援行动中，与被困人员或救援队的通信至关重要，这也是需要准确通信的一种应用。另一种应用是矿井内的自动导引小车或车辆，用于运送人员、设备或产品往返于矿井各处。以上只是需要在矿井或暗渠内安装可靠通信系统的几种应用。在安装设备之前对这些情况进行建模，对于正确设计这些系统至关重要。在购买昂贵的重型设备和进行实际测量之前，可以通过修改各种输入来实现最佳解决方案，从而节省时间。
Wireless InSite 在 "首选项 "窗口的 "扩展 "选项卡下提供了暗渠设计向导。创建窗口允许定义任意长度、任意直径、4 至 32 边形以及 0、45、-45、90 或 -90 度单一弯曲的暗渠。
在本示例中，将使用无线 InSite 暗渠设计向导创建一个方形直暗渠，并在暗渠入口处放置一个发射器。然后将显示结果覆盖图，提供整个暗渠的结果，以确定发射器的通信能力。所有这些步骤都可以在 Wireless InSite 中轻松高效地完成，比现场测量数据更快。事实证明，Wireless InSite 提供的结果与测量数据非常吻合[1]。
图 1 显示了创建窗口。图中定义了一条 30 米长的四边直涵洞。指定的材料是湿土，其定义可在 Wireless InSite 提供的材料库中找到。图 2 显示了软件中的暗渠。
图 1：Wireless InSite 中的暗渠建模工具窗口。
图 2：无线 InSite 窗口中的暗渠建模工具窗口。
下一步是定义与建模系统相对应的发射器和接收器。在本例中，发射器位于暗渠入口处，被定义为工作频率为 1.3GHz 的半波偶极子。第一组接收器是一排垂直的接收器，从暗渠的地面延伸到天花板，并沿着暗渠的长度方向延伸。第二组接收器是一条水平线，横跨暗渠开口直径，在发射器高度处沿暗渠长度向下延伸。接收器组由各向同性天线组成，接收频率为 1.3GHz。图 3 显示了场景中发射器和接收器的位置。
图 3：无线 InSite GUI 中发射器和接收器的位置。
放置好发射机和接收机后，下一步就是确定研究区域的边界。这将设定软件内计算空间的界限。在这种特殊情况下，研究区域应直接定义在暗渠周围。这将在计算时节省时间和内存，因为感兴趣的区域只在暗渠内。暗渠以外的任何区域都将被忽略。图 4 显示了暗渠周围的研究区域。
图 4：Wireless InSite 中的研究区域边界。
图 5：研究区域属性窗口。
如图 5 所示，在研究区域属性菜单中选择传播模型。本例中选择的是全三维模型。Full 3D 是 Wireless InSite 中的射击和弹跳光线跟踪 (SBR) 模型。交互作用被定义为 16 次反射、0 次透射和 0 次衍射。这些限制会告诉引擎，一条射线可以遇到多少次交互，才会被认为不再处于活动状态。射线间距设置为 0.03 度，这可以告诉引擎射线射出的间距。场景中的射线密度越高，射线与场景中的面之间的交互次数就越多，理论上结果的精确度就越高；但是，这其中也有一些折衷。第一个折衷是，场景中的射线越多，运行时间就越长。第二个折衷是存在一个收益递减点，即随着射线集密度的增加，结果变化很小。在大多数涵洞示例中，Full 3D 的射线间距可以设置为 0.1 度。在本例中，使用了更密集的网格来展示其功能。
计算完成后，就可以检查结果，了解系统在暗渠中的表现。图 6 显示了垂直接收器组的接收功率。图 7 显示了水平接收器组的接收功率。从结果来看，暗渠几乎就像一个波导。从每幅图中都可以看到建设性干扰和破坏性干扰。图 8 显示了使用软件中不同视角的垂直接收功率。
图 6：接收器垂直面的接收功率。
图 7：接收器水平面的接收功率。
图 8：接收器垂直面看向暗渠时的接收功率。
除了接收功率，还可以查看射线路径。图 9 显示了暗渠内的射线路径。
图 9：接收器垂直面的光线路径。
Wireless InSite 能够创建射线在整个空间传播的影片，如视频 1 所示。EField 也可以以影片形式显示。视频 1 显示了射线在暗渠中传播的情况。
这个 Wireless Insite 示例显示了在暗渠环境中运行的发射机的性能。在两个不同的平面上对结果进行了检验，以显示暗渠如何影响发射器的能量分布。此外，还检查了接收器网格上不同点的射线路径。Wireless InSite 为涵洞和其他封闭场景的建模提供了一种高效的方法，并能获得准确的结果。该示例的下一阶段工作是在场景中添加更多障碍物，如弯道、推车等。此外，改变暗渠的材料构成也是一个值得探索的有趣领域。所有这些都可以在 Wireless InSite 软件中轻松完成。
参考资料
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Jamie Knapil Infantolino、Adam J. Kuhlman、Manoja D. Weiss 和 Randy L. Haupt；"使用 Wireless InSite 对矿井中的射频传播进行建模"，应用计算电磁学协会会议，加利福尼亚州蒙特雷，2013 年 3 月 24 日至 3 月 29 日。
