礦辯巷道中電磁波傳輸的固有損耗

   在常見鎢礦礦井巷道中,其截面形狀以矩形居多,下面就以矩形直巷

道為例, JS28F160C3BD70來研究電磁波在其中傳輸特性,而其他形狀電磁波的傳播特性可在此基礎上進行近似推導。矩形巷道截面如圖4.25所示,其中曰表示礦井巷道的寬,D表示礦井巷道的高,巷道兩側壁相對介電常數為ε1,頂、低板相對介電常數為島。

    圖425 矩形巷道截而示意圖

    對于特高頻段的電磁波,其波長遠遠小于鎢礦礦井巷道的截面尺寸,可將礦井巷道看作有損介質波導,只有當電磁波傳輸頻率高于礦廾巷道的截止頻率時,井下巷道內的無線通信才有可能。矩形巷道可視做修正后的矩形波導,其截止頻率可以描述為,c為光速,陰、刀為電磁波傳輸模的階數。 -般情況下,鎢礦礦井巷道的截面尺寸為兒米左右,其截lL頻率僅為幾十兆赫茲左右,i而UWB信號傳輸頻率遠大于此數值,因此UWB信號可在礦井下傳播。

    自I面提到鎢礦礦井下電磁波的傳播存在折射現象,這是造成巷道內信號傳播損耗的主要囚素,根據模式匹配法,系統地推導出有損介質矩形波導的衰減公式,進而得到電磁波傳輸各次模水平極化波與垂冉極化波衰減系數.其中,z為電磁波的傳輸距離,兄為電磁波波長;中l丁得出,鎢礦礦井下電磁波傳輸的各次模衰減系數與波K的平方、傳輸距離成正比,即頻率越高電磁波傳輸衰減越小,傳輸距離越遠電磁波傳輸衰減就越大;礦井巷道截面面積尺寸越大,電磁波傳輸衰減就越小;電磁波的傳輸模階數越高衰減越大。可以得到基模水平極化波與垂直極化波的衰減系數.