矿井井下无线通信技术研究及应用

摘要

井下无线通信系统主要用于井下与隧道作业,它包括井下无线通信与急救系统(PED)、井下个人跟踪系统等.rn 与地面相比，矿井地质条件和生产环境对通信频率影响较大。通过对井下实验结果的分析可知，在没有金属导体的条件下，矿井巷道对电波的自由传播可视为带阻型。在甚低频段、低频、中频的低端，随着频率的增大，衰减增大;在中高频段、高频频段，衰减达到最大，最不利于传输;进入甚高频段后，衰减随频率上升而减小。波导理论认为，矿井巷道的半封闭空间结构以及煤的电介质特性使得矿井在频率较高的情况下类似于波导。因波导是一个高通滤波器，故较高频率无线电信号可以在其中较为有效地直接传输。无线电传输的光学射线理论认为，无线电的波长远远小于限定空间的几何尺寸时，其传播可以看成是光在限定空间中直射、反射、绕射的综合结果。短距离无线通信技术具有低功耗的普遍特性，非常利于“本安型”电路的设计。另外，在矿井中，由于频谱的使用没有严格的限制，对数据速率的要求也不很高，所以短距离无线通信技术在矿井无线通信系统中具有广阔的应用前景。