煤矿井下UWB信号路径损耗测量及中心频率选择

摘要

煤矿井下分别部署UWB,5G,WiFi6等系统,存在基站多、传输线缆多、供电设备多、系统成本高、维护工作量大等问题。将UWB,5G,WiFi6等集成在同一个一体化基站或分站内,可有效解决上述问题,但一体化基站的UWB,5G,WiFi6天线之间距离近,相互干扰大。选择不同的工作频段,是解决一体化基站的UWB,5G,WiFi6天线之间相互干扰大的有效方法。为与地面设备兼容,矿用WiFi6和5G工作频段选择范围较小,UWB工作频段选择范围较大。目前矿井人员和车辆定位系统主要采用UWB主流芯片DW1000,其中心频率为3.5,4.0,4.5,6.5 GHz。中心频率为3.5 GHz的UWB与3.5 GHz的5G工作频段相近,不宜选用。中心频率为4.0,4.5,6.5 GHz的3个频段的UWB,均与5G和WiFi6频段不相近,可选择其中衰减较小的频段作为矿用UWB中心频率。煤矿井下测试结果表明,4.0 GHz信号的路径损耗最小,在其他条件相同的情况下,传输距离最远,既解决了UWB与5G和WiFi6相互干扰的问题,又减少了基站数量和系统成本,便于使用与维护。因此,UWB中心频率应优选4.0 GHz。