礦并巷道中電磁波傳輸的附加損耗

   UWB信號在巷道壁光滑的鎢礦礦井矩形巷道中傳輸時的損耗,同時UWB脈沖信號在礦井下傳輸時還存在多種其他影響因素,因此建立一個包括鎢礦礦井下所有影響UWB脈沖信號傳輸因素的數學模型相當

困難。 JS28F256P30T95所以本書采用簡化的分析方法,結合電磁波的傳播理論,來分析UWB脈沖信號在鎢礦礦井下傳輸時損耗存在巷道壁粗糙與巷道傾斜的兩個重要影響因素。

    巷道壁粗糙度引起的損耗

    對于粗糙的鎢礦礦井巷道表面來說,信號傳輸時除了產生反射、折射外,還存在沿各個方向的散射,從而造成UWB信號傳輸時的損耗。通常采用Rayleigh判據來衡量礦井巷道壁是否粗糙,該判據通過已知電磁波的掠入射角',來描述礦井巷道表面隆起的臨界高度如果礦井巷道壁凹凸不平的高度差餳>Δ助,則認為巷道壁是粗糙的,反之認為巷道壁是光滑的,如圖4,27所示。

    為了便于分析問題,假設鎢礦礦井巷道壁的粗糙度服從均值為0,方差為。2的正態分布。如果巷道壁表面粗糙,那么反射波昭、刀相位不同,則其相位差可以描述為0~15GHz,通過式(4.23)得到頻率與巷道壁粗糙度對礦井巷道粗糙壁散射損耗的影響仿真圖。

    圖428 粗糙巷道壁的散射損耗仿真示意圖

    從圖4.28可以得出,巷道壁粗糙度較之電磁波的工作頻率上升曲線更為陡峭,這說明巷道壁粗糙度較之電磁波工作頻率對粗糙壁的散射損耗的影響更為明顯,同時在信號的低頻段,巷道壁粗糙度變化對粗糙巷道的散射損耗的影響更大。取相同的巷道壁粗糙度,電磁波頻率越高,粗糙巷道的散射損耗就越小,而在相同頻率下,巷道壁的粗糙度越大,粗糙巷道的散射損耗就越大。