矿辩巷道中电磁波传输的固有损耗

   在常见钨矿矿井巷道中,其截面形状以矩形居多,下面就以矩形直巷

道为例, JS28F160C3BD70来研究电磁波在其中传输特性,而其他形状电磁波的传播特性可在此基础上进行近似推导。矩形巷道截面如图4.25所示,其中曰表示矿井巷道的宽,D表示矿井巷道的高,巷道两侧壁相对介电常数为ε1,顶、低板相对介电常数为岛。

    图425 矩形巷道截而示意图

    对于特高频段的电磁波,其波长远远小于钨矿矿井巷道的截面尺寸,可将矿井巷道看作有损介质波导,只有当电磁波传输频率高于矿廾巷道的截止频率时,井下巷道内的无线通信才有可能。矩形巷道可视做修正后的矩形波导,其截止频率可以描述为,c为光速,阴、刀为电磁波传输模的阶数。 -般情况下,钨矿矿井巷道的截面尺寸为儿米左右,其截lL频率仅为几十兆赫兹左右,i而UWB信号传输频率远大于此数值,因此UWB信号可在矿井下传播。

    自I面提到钨矿矿井下电磁波的传播存在折射现象,这是造成巷道内信号传播损耗的主要囚素,根据模式匹配法,系统地推导出有损介质矩形波导的衰减公式,进而得到电磁波传输各次模水平极化波与垂冉极化波衰减系数.其中,z为电磁波的传输距离,兄为电磁波波长;中l丁得出,钨矿矿井下电磁波传输的各次模衰减系数与波K的平方、传输距离成正比,即频率越高电磁波传输衰减越小,传输距离越远电磁波传输衰减就越大;矿井巷道截面面积尺寸越大,电磁波传输衰减就越小;电磁波的传输模阶数越高衰减越大。可以得到基模水平极化波与垂直极化波的衰减系数.