穿巖應急無線通信系統(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,及時發(fā)出報警信號,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害的破壞,其抗事故能力差,只能在日常生產中發(fā)揮起作用,并不能擔負起救災搶險的重任,因而穿巖應急無線通信的研究日趨蓬勃。以無線方式通過地層傳輸,使救援信號可以在地下礦井與到煤礦地面中心站之間直接傳輸的雙向透地無線通信方式被認為是目前井下應急最可行的方法。但由于其傳輸信道——大地

2、媒質電磁環(huán)境的復雜性及電磁波在其中傳輸的衰減以及嚴重的干擾等因素,使實現遠距離的地下無線傳輸一直存在困難。
　　本課題在詳細分析礦井通信系統(tǒng)的國內外發(fā)展現狀的基礎上，以地下應急通信為主要研究目標,結合井下通信環(huán)境的特點,利用無線通信的優(yōu)勢,采用理論分析與實驗研究相結合的方法,研究了低頻透地電流場通信系統(tǒng)。
　　課題首先介紹了應急通信系統(tǒng)的設計要求,對透地通信信道——大地的特性進行了討論和分析,研究了大地對電磁波的衰減特性,計

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偶理論對電流場通信進行了分析,計算了電流場的分布規(guī)律,并采取了模擬實驗對理論進行了驗證,分析了影響電流場通信的因素。最后設計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前端設備,進行了通信實驗。實驗結果表明,在收發(fā)相距20m時,可以接收到經過調制的發(fā)射信號,從而證明了通信系統(tǒng)的可行性。
　　本文的主要工作是對電流場通信理論的理論進