井下應(yīng)急穿透通信——窄脈沖收發(fā)信機(jī)的設(shè)計(jì).pdf

1、目前,礦井下的無(wú)線通信設(shè)備多是針對(duì)正常生產(chǎn)條件下設(shè)計(jì)和使用的,當(dāng)出現(xiàn)塌方、爆炸等突發(fā)事故后,由于礦井工人會(huì)被土層隔離或者束縛在某一個(gè)巷道中而無(wú)法逃離,此時(shí)通信對(duì)于救援工作變得相當(dāng)重要。而目前應(yīng)用在礦井下的無(wú)線通信系統(tǒng)工作頻率多數(shù)由高頻率組成,在這種緊急情況下往往由于電波在穿透?jìng)鞑r(shí)損耗過(guò)大而無(wú)法進(jìn)行應(yīng)急通信。本文在此背景下,根據(jù)低頻信號(hào)穿透能力比高頻信號(hào)強(qiáng)的特點(diǎn),對(duì)覆蓋30MHz以下較寬頻段的脈沖通信方式應(yīng)用于應(yīng)急條件下的穿透通信做了一

2、次嘗試,目的在于尋找較合適于井下穿透通信使用的無(wú)線通信方式,以利于救災(zāi)應(yīng)急通信。
　　本文針對(duì)適于井下穿透通信使用的寬頻段脈沖通信方式,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的脈沖信源、發(fā)射接收天線和接收前端電路,對(duì)電波的傳播特性做了一定的試驗(yàn)。首先提出了確實(shí)有效的調(diào)試方法來(lái)實(shí)現(xiàn)馬克斯(MARX)電路,得到高幅度的窄脈沖波形并應(yīng)用于實(shí)地測(cè)試;其次測(cè)試了窄帶正弦波信號(hào)在磚砌墻、細(xì)沙和石塊中穿透?jìng)鞑ヒ欢ň嚯x后的衰減,分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并結(jié)合環(huán)天線在近場(chǎng)區(qū)輻射

3、場(chǎng)的衰減公式和均勻波在導(dǎo)電介質(zhì)中傳播的模型,得出可供參考的電波在穿透通信時(shí)衰減與距離的關(guān)系;最后制作了基于包絡(luò)能量檢測(cè)的接收前端電路,并利用發(fā)射和接收電路做了穿透磚砌墻的實(shí)際測(cè)試。
　　本文在經(jīng)過(guò)試驗(yàn)之后得出結(jié)論,覆蓋30MHz以下較寬頻段的脈沖通信方式比窄帶信號(hào)通信方式更適宜在井下穿透?jìng)鞑?由于阻擋環(huán)境復(fù)雜多變,不同的阻擋將對(duì)不同的窄帶信號(hào)產(chǎn)生不同的頻率選擇性衰落,為了達(dá)到最優(yōu)的通信效果,窄帶通信方式就必須選擇衰落較少的頻點(diǎn)進(jìn)行