传输距离与脉冲信号数据传输速率及发射功率的关系

   UWB无线通信技术应用于地面时,由于发射机的发射功率受到FCC

严格的限制,H2P-SHF-AA最大传输距离一般不超过10m,但是将UWB通信技术应用于钨矿矿井下时,几乎不存在对其他窄带通信形成的干扰,这样可放宽FCC的限制,可通过提高发射功率或降低传输速率的等方式来达到增人传输距离的目的。

    由于UWB信号在钨矿矿爿r下传输,存在多种影响因素,如巷道壁的粗糙度、巷道倾斜度、弯曲度等,因此UWB信号在井下传输时,存在一定的损耗。UWB脉冲信号是一种高频电磁波,对于UWB脉冲信号传输损耗的计算可采用混合模型的概念,即将钨矿矿井巷道分为近场区与远场区两个UWB脉冲信号传播区域。在近场区,UWB脉冲信号主要以电磁波的多模形式进行传输,这与波在自由空问的传播相类似,传输损耗可采用自由空问传播模型来进行预测;而在远场区,电磁波的高次模已衰减殆尽,传输方式以基模为主,这与波在波导中的传播相类似,传输损耗可采用波导传播模型来进行预测。两个传播lK域的分界点"J通过Frcsncl区域理沦来确定,分界点可以描述为其中,/表示电磁波频率,曰与D分别表示巷道的宽与高,c表示光速。

  巷道截面尺寸越大,频率越高,分界点的值越大。对于常见钨矿矿井的主巷道截面宽为4,8m,高为3.5m,分支截面宽为3,5m,高为2.5m,采用一阶高斯脉冲作为井下UWB通信系统的发射信号,信号中心频率为3.3GHz,山式(4.10)可以得到主巷道与分支巷道的远近场区的分界点分别为253轺m与134.75m,当频率或巷道截面尺寸捉i高时,分界点数值可以以更大。