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

1、目前,礦井下的無線通信設(shè)備多是針對正常生產(chǎn)條件下設(shè)計和使用的,當(dāng)出現(xiàn)塌方、爆炸等突發(fā)事故后,由于礦井工人會被土層隔離或者束縛在某一個巷道中而無法逃離,此時通信對于救援工作變得相當(dāng)重要。而目前應(yīng)用在礦井下的無線通信系統(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傳播時損耗過大而無法進(jìn)行應(yīng)急通信。本文在此背景下,根據(jù)低頻信號穿透能力比高頻信號強(qiáng)的特點(diǎn),對覆蓋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線通信方式,以利于救災(zāi)應(yīng)急通信。
　　本文針對適于井下穿透通信使用的寬頻段脈沖通信方式,設(shè)計并實現(xiàn)了相應(yīng)的脈沖信源、發(fā)射接收天線和接收前端電路,對電波的傳播特性做了一定的試驗。首先提出了確實有效的調(diào)試方法來實現(xiàn)馬克斯(MARX)電路,得到高幅度的窄脈沖波形并應(yīng)用于實地測試;其次測試了窄帶正弦波信號在磚砌墻、細(xì)沙和石塊中穿透傳播一定距離后的衰減,分析了實驗結(jié)果,并結(jié)合環(huán)天線在近場區(qū)輻射

3、場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衰減與距離的關(guān)系;最后制作了基于包絡(luò)能量檢測的接收前端電路,并利用發(fā)射和接收電路做了穿透磚砌墻的實際測試。
　　本文在經(jīng)過試驗之后得出結(jié)論,覆蓋30MHz以下較寬頻段的脈沖通信方式比窄帶信號通信方式更適宜在井下穿透傳播:由于阻擋環(huán)境復(fù)雜多變,不同的阻擋將對不同的窄帶信號產(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