雖然現(xiàn)代無線通信技術發(fā)展迅猛,但煤礦井下與地面間依然缺乏可靠有效的穿巖無線通信系統(tǒng),這將是制約煤礦安全生產和開采效率的一個瓶頸。傳統(tǒng)的井下有線通信鏈路抗突發(fā)事故弱,容易遭受破壞,致使地面與井下通信中斷,影響礦井安全生產。因此,井下正常作業(yè)迫切需要一種高效、可靠、適應性強、信息傳輸快的穿巖無線通信系統(tǒng)來作為保障。本文主要工作內容如下:在分析巖層煤質電磁特性的基礎上,研究了電磁波在巖層煤質中的傳輸特性和衰減特性,分別對均勻巖層煤質和多種分層煤質信道中電磁波傳播特性進行了研究分析。根據電磁波穿透巖層煤質的衰減情況,建立適合巖層煤質的鐵氧體環(huán)形天線通信模型,對天線的相關輻射參數(shù)進行優(yōu)化配置。確立磁耦合形式的巖層通信模型后,借助MATLAB軟件對巖層信道通信模型進行數(shù)值計算,并采用電磁仿真軟件CST對通信模型數(shù)值計算結果進行驗證分析。由模型仿真結果可以看出,在一定計算誤差范圍內將信道模型的仿真結果推廣到已知野外實地環(huán)境中,對巖層通信天線的設計指標有一定的參考價值。由特定電磁環(huán)境下CST仿真特性曲線可以看出,它類似于濾波器的幅頻特性。為了對整個穿巖無線通信接收系統(tǒng)進行模擬測試,進行巖層信道反濾波電... 

【文章來源】：西安科技大學陜西省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

礦山（煤礦）救生通信系統(tǒng)示意圖

圖 2.2 多種分層煤質模型磁波在巖層煤質中傳播的衰減方程，推導計算出石灰石的衰減常 0.0542，波阻抗044.7= e 11.47je 。假設電磁波在穿入第一個 1，則進入石灰石中的電場為0.0482 5cos(2 10 0.05zxE e t （z）=e 0.0482 5 01z cos(2 10 0.0542 44.7 )11.47zyH e t z （ ）=e 。子可以看出，在 t 0時，電磁波信號穿透石灰石煤質后電場強度減變化很大，石灰石對電磁波信號的影響主要是電磁特性參數(shù)，巖層第一層，它在石灰石與砂巖中的磁感應強度相比，石灰石中明砂巖對磁場的衰減比較大，其波阻抗較大。同時電磁波進入板和介電常數(shù)比較大，它的衰減會急速加劇。對于實際巖層中那些巖層煤質，可以建立多層巖層通信模型，將其中各層級巖層煤質型來計算，然后將多個均勻層級的煤質計算結果加權取平均值。輸特性的估計也可以利用微元等效方法進行處理。們對多種分層煤質中電磁波傳播隨透入巖層煤質深度進行分析，

2 巖層無線通信的電磁特性及天線設計.3 為不同電磁參數(shù)的巖層煤質中電場衰減隨傳播距離的變化曲線，場厚度增加衰減在不斷的加深，從四幅圖可以看出，在不同頻率下巖層場強度的衰減均顯著，隨著巖層煤質電導率的增大，電場強度衰減的幅圖可知當巖層地媒質的電導率一定時，其衰減程度與頻率有關，且減程度逐漸加深。


本文編號：3058394