穿巖應(yīng)急無線通信系統(tǒng)研究.pdf

1、利用良好的通訊系統(tǒng)可以在煤礦地下事故救援工作中,及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào),指揮救援,提高救援效率,因此井下通信是保證救援順利必不可少的。然而傳統(tǒng)的有線通信線路容易遭受自然災(zāi)害的破壞,其抗事故能力差,只能在日常生產(chǎn)中發(fā)揮起作用,并不能擔(dān)負(fù)起救災(zāi)搶險(xiǎn)的重任,因而穿巖應(yīng)急無線通信的研究日趨蓬勃。以無線方式通過地層傳輸,使救援信號(hào)可以在地下礦井與到煤礦地面中心站之間直接傳輸?shù)碾p向透地?zé)o線通信方式被認(rèn)為是目前井下應(yīng)急最可行的方法。但由于其傳輸信道——大地

2、媒質(zhì)電磁環(huán)境的復(fù)雜性及電磁波在其中傳輸?shù)乃p以及嚴(yán)重的干擾等因素,使實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的地下無線傳輸一直存在困難。
　　本課題在詳細(xì)分析礦井通信系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，以地下應(yīng)急通信為主要研究目標(biāo),結(jié)合井下通信環(huán)境的特點(diǎn),利用無線通信的優(yōu)勢,采用理論分析與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,研究了低頻透地電流場通信系統(tǒng)。
　　課題首先介紹了應(yīng)急通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求,對(duì)透地通信信道——大地的特性進(jìn)行了討論和分析,研究了大地對(duì)電磁波的衰減特性,計(jì)

3、算并確定了適合透地電流場通信系統(tǒng)可采用的工作頻段。其次利用偶極子方法及靜電場對(duì)偶理論對(duì)電流場通信進(jìn)行了分析,計(jì)算了電流場的分布規(guī)律,并采取了模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)理論進(jìn)行了驗(yàn)證,分析了影響電流場通信的因素。最后設(shè)計(jì)了透地電流場通信系統(tǒng),研制了低頻電壓放大器、濾波器及陷波器等接收信號(hào)前端設(shè)備,進(jìn)行了通信實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在收發(fā)相距20m時(shí),可以接收到經(jīng)過調(diào)制的發(fā)射信號(hào),從而證明了通信系統(tǒng)的可行性。
　　本文的主要工作是對(duì)電流場通信理論的理論進(jìn)