在隧道、矿井巷道这类常见的受限空间内,无线通信对车辆安全运行、人员安全工作具有十分重要的作用。但是这些受限空间的空间尺寸狭小,电磁环境复杂,电波传播的路径损耗较大,通信质量很难得到保障,其中天线性能对电波覆盖的影响至关重要。以往对受限环境中的电波覆盖特性研究大多考虑以平面波入射的情况,较少考虑天线存在时的影响。本文针对现有研究中存在的问题,选取了隧道作为典型的受限空间模型,将天线波束的归一化方向图函数与射线追踪方法联合建模,分析了不同形状波束对受限空间内电波覆盖的影响；提取了八木天线和平面阵列天线的归一化方向图函数,对其在受限空间内的电波覆盖特性进行了分析研究,并提出了天线的优化方案,提高了天线电波覆盖性能；讨论了隧道环境因素和天线工作频率对受限空间中电波覆盖特性的影响。本文的主要工作和创新点如下：1.研究了不同的天线波束形状对隧道内电波覆盖的影响。分析了四种具有相同半功率波瓣宽度但波束形状不同的方向图对隧道内电波覆盖的影响,讨论了其半功率波瓣宽度、波束发射位置所引起的电波衰落的变化；以电波传播路径损耗作为评价依据,通过对比分析不同形状波束在受限空间环境下的电波传播路径损耗曲线,得出了具有高方向性的矩形波束更适用于受限空间环境内电波覆盖的结论。2.研究了在工程中得到广泛应用的八木天线和平面阵列天线的天线结构及其辐射方向图函数,并对受限空间环境下的天线结构对其电波覆盖特性的影响进行了分析；通过对天线结构的优化,使其在隧道内的电波覆盖特性得到了改善：分析了在相同主瓣情况下,副瓣电平对于隧道内电波传播特性的影响。3.使用高斯波束作为发射波束,研究了在天线辐射参数相同的情况下,隧道尺寸、隧道壁参数(介电常数、导电率)等环境因素对隧道内电波覆盖特性的影响；同时研究了天线工作频率对其电波覆盖特性的影响,为日益丰富的通信频段在受限空间环境内的使用提供了一定的参考依据。