矿并巷道中电磁波传输的附加损耗

   UWB信号在巷道壁光滑的钨矿矿井矩形巷道中传输时的损耗,同时UWB脉冲信号在矿井下传输时还存在多种其他影响因素,因此建立一个包括钨矿矿井下所有影响UWB脉冲信号传输因素的数学模型相当

困难。 JS28F256P30T95所以本书采用简化的分析方法,结合电磁波的传播理论,来分析UWB脉冲信号在钨矿矿井下传输时损耗存在巷道壁粗糙与巷道倾斜的两个重要影响因素。

    巷道壁粗糙度引起的损耗

    对于粗糙的钨矿矿井巷道表面来说,信号传输时除了产生反射、折射外,还存在沿各个方向的散射,从而造成UWB信号传输时的损耗。通常采用Rayleigh判据来衡量矿井巷道壁是否粗糙,该判据通过已知电磁波的掠入射角',来描述矿井巷道表面隆起的临界高度如果矿井巷道壁凹凸不平的高度差饧>Δ助,则认为巷道壁是粗糙的,反之认为巷道壁是光滑的,如图4,27所示。

    为了便于分析问题,假设钨矿矿井巷道壁的粗糙度服从均值为0,方差为。2的正态分布。如果巷道壁表面粗糙,那么反射波昭、刀相位不同,则其相位差可以描述为0~15GHz,通过式(4.23)得到频率与巷道壁粗糙度对矿井巷道粗糙壁散射损耗的影响仿真图。

    图428 粗糙巷道壁的散射损耗仿真示意图

    从图4.28可以得出,巷道壁粗糙度较之电磁波的工作频率上升曲线更为陡峭,这说明巷道壁粗糙度较之电磁波工作频率对粗糙壁的散射损耗的影响更为明显,同时在信号的低频段,巷道壁粗糙度变化对粗糙巷道的散射损耗的影响更大。取相同的巷道壁粗糙度,电磁波频率越高,粗糙巷道的散射损耗就越小,而在相同频率下,巷道壁的粗糙度越大,粗糙巷道的散射损耗就越大。