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煤炭科学技术 2021年第9期49卷 124-128页

作者：焦晓龙成凌飞张薇静陈诺河南理工大学电气工程与自动化学院河南焦作454000 河南理工大学物理与电子信息学院河南焦作454000

在矿井巷道、地铁隧道等类似限定空间中的通信受巷道壁粗糙度、电导率、空气湿度等因素影响,与地面上通信相比有着较大差别。精确描述限定空间中(矿井巷道)的通信,对其通信调度至关重要。基于分段思想对巷道电磁波传播特性进行了研究,... 详细信息

在矿井巷道、地铁隧道等类似限定空间中的通信受巷道壁粗糙度、电导率、空气湿度等因素影响,与地面上通信相比有着较大差别。精确描述限定空间中(矿井巷道)的通信,对其通信调度至关重要。基于分段思想对巷道电磁波传播特性进行了研究,将电磁波传播区域分为自由空间区、多模传播区、基模传播区、极远区,得到近场区电磁波传播机制的分界点,有助于实现对巷道电磁波传播机制的预测。在研究矩形巷道中电磁波传播机制分界点时,针对4种典型尺寸的巷道,通过不同巷道载波频率变化试验的测量及电磁仿真软件Wireless Insite建立巷道电磁波传播模型,改变传输频率得出不同的试验结果。结果表明:在矩形巷道中载波频率为900~2700 MHz条件下,随着收发天线载波频率的增大,电磁波在近场区中的分界点值逐渐减小,受安装天线极化作用影响较小。

关键词：矿井巷道矩形巷道近场区分界点载波频率电磁波

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矩形巷道中天线位置对电磁波传播近场区分界点的影响

矩形巷道中天线位置对电磁波传播近场区分界点的影响

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作者：焦晓龙河南理工大学

学位级别：硕士

随着我国井下巷道深度不断增加,公共交通地铁项目不断规划发展,建立安全可靠的限定空间无线通信系统,对于巷道内通信、调度、安全监测至关重要。巷道属于限定空间,并非像地面完全开放的空间,电磁波在巷道内传播会受巷道壁粗糙度、空气... 详细信息

随着我国井下巷道深度不断增加,公共交通地铁项目不断规划发展,建立安全可靠的限定空间无线通信系统,对于巷道内通信、调度、安全监测至关重要。巷道属于限定空间,并非像地面完全开放的空间,电磁波在巷道内传播会受巷道壁粗糙度、空气湿度、电导率各种因素的影响,因此地面成熟的通信理论也无法应用于巷道中。精确描述巷道中电磁波传播特性,并对巷道中电磁波传播区进行分段研究,确定每个传播区域的分界点,有助于保障巷道通信高效安全可靠地进行。本文在前人的研究基础上,详细研究了矩形巷道中电磁波传播机制近场区分界点的影响因素。本文从电磁波传播理论出发,运用菲涅尔区域理论、几何知识和软件仿真的方法对矩形巷道中电磁波传播近场区分界点进行了研究。从收发天线位置的任意性、天线安装的极化方式、天线的方向性、矩形巷道的宽窄类型等方面分析电磁波传播机制近场区分界点变化规律,并得到了一些结论:在典型的宽大于高的矩形巷道中,电磁波传播机制近场区分界点受收发天线的安装位置的高度变化很大,受收发天线横向移动距离影响很小;矩形巷道中,近场区的分界点受天线极化作用影响不大;同一条件下,定向天线的分界点位置要比全向天线远;在通信范围(900MHz～2700MHz)内,随着收发天线载波频率的增加,电磁波在近场区中的分界点变得越来越小;在同一频率下,收发天线均处于巷道中心时,分界点受巷道的高度影响比较大,无论巷道的宽度多少,其高度最高的巷道其分界点值最大。

关键词：电磁波天线位置近场区分界点载波频率

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