[发明专利]一种基于现成空心管线网的信息传输方法

权利要求书

1.一种基于现成空心管线网的信息传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据现成空心管线网的物理特征构建信息传输系统；

S2、确定信息传输系统的传输模式；

S3、针对不同的传输模式，在信息传输系统中不同位置插入符合要求的信息耦合装置，对空心管线网内部的信息进行馈入和提取；

S4、在各信息耦合装置所在的空心管线网外部进行信息处理，完成各类通讯任务；

所述步骤S1具体包括以下分步骤：

S11、采用现成空心管线网中不同直径尺寸的管线构成信息传输系统的主体；

S12、针对现成空心管线网中的各种转接头、弯头及控制部件，判断微波信号通过其中时的损耗是否在信息传输系统的容忍范围内，若是则将这些转接头、弯头及控制部件作为信息传输系统的一部分，否则通过在其两端插入辅助传输部件构成跳接支路，或者在管线的某一节点插入中继装置，以此构建信息传输系统；

所述步骤S2具体包括以下分步骤：

S21、统计信息传输系统中各管线的内径，并按照内径从小到大的顺序排序为φ₁,φ₂,...,φ_N，N为信息传输系统中管线数量；

S22、根据内径计算各管线的单模工作带宽BW_p，其中下标p表示第p根管线，p＝1,2,...,N；

S23、判断是否满足BW₁∈BW₂∈...∈BW_N，若满足则信息传输系统的传输模式为单模传输，否则进入步骤S24；

S24、设定能在各管线中传输的各种模式M_p,l，其中下标p表示第p根管线，p＝1,2,...,N，l表示第l个模式，l＝1,2,...,N；

S25、计算各管线各种模式M_p,l对应的异模工作带宽其中下标l_p表示第p根管线的某一模式；

S26、判断是否满足若满足则信息传输系统的传输模式为异模传输，否则信息传输系统的传输模式为过模传输。

2.根据权利要求1所述的信息传输方法，其特征在于，所述步骤S22具体为：

针对第p根管线，将其可能存在的传播模式分解成为横电模TE和横磁模TM；

横电模TE的截止频率为：

式中P′_nm为n阶贝塞尔函数的一阶导数的第m个根，φ_p为第p根管线的内径，μ为管内媒质的导磁率，ε为管内媒质的介电常数；

横磁模TM的截止频率为：

式中P_nm为n阶贝塞尔函数的第m个根；

将fc_nm,TE和fc_nm,TM两个数列组合成一个集合fc_p＝{fc_nm,TE,fc_nm,TM}，再将fc_p内所有频率按从低到高的顺序排序，得到新的数列fc′_p＝{fc_p,1,fc_p,2,...,fc_p,l}，fc_p,l为第p根管道的第l个模式的截止频率；

根据公式(3)计算得到第p根管线的单模工作带宽BW_p：

BW_p＝(fc_p,1,fc_p,2) (3)。

3.根据权利要求1所述的信息传输方法，其特征在于，所述步骤S26中信息传输系统的传输模式为过模传输时，需满足工作带宽最宽，单位距离插入损耗最小和最容易耦合激励三条原则。