傳輸距離與脈沖信號(hào)數(shù)據(jù)傳輸速率及發(fā)射功率的關(guān)系

   UWB無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用于地面時(shí),由于發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率受到FCC

嚴(yán)格的限制,H2P-SHF-AA最大傳輸距離一般不超過(guò)10m,但是將UWB通信技術(shù)應(yīng)用于鎢礦礦井下時(shí),幾乎不存在對(duì)其他窄帶通信形成的干擾,這樣可放寬FCC的限制,可通過(guò)提高發(fā)射功率或降低傳輸速率的等方式來(lái)達(dá)到增人傳輸距離的目的。

    由于UWB信號(hào)在鎢礦礦爿r下傳輸,存在多種影響因素,如巷道壁的粗糙度、巷道傾斜度、彎曲度等,因此UWB信號(hào)在井下傳輸時(shí),存在一定的損耗。UWB脈沖信號(hào)是一種高頻電磁波,對(duì)于UWB脈沖信號(hào)傳輸損耗的計(jì)算可采用混合模型的概念,即將鎢礦礦井巷道分為近場(chǎng)區(qū)與遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)兩個(gè)UWB脈沖信號(hào)傳播區(qū)域。在近場(chǎng)區(qū),UWB脈沖信號(hào)主要以電磁波的多模形式進(jìn)行傳輸,這與波在自由空問(wèn)的傳播相類似,傳輸損耗可采用自由空問(wèn)傳播模型來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè);而在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū),電磁波的高次模已衰減殆盡,傳輸方式以基模為主,這與波在波導(dǎo)中的傳播相類似,傳輸損耗可采用波導(dǎo)傳播模型來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)。兩個(gè)傳播lK域的分界點(diǎn)"J通過(guò)Frcsncl區(qū)域理淪來(lái)確定,分界點(diǎn)可以描述為其中,/表示電磁波頻率,曰與D分別表示巷道的寬與高,c表示光速。

  巷道截面尺寸越大,頻率越高,分界點(diǎn)的值越大。對(duì)于常見(jiàn)鎢礦礦井的主巷道截面寬為4,8m,高為3.5m,分支截面寬為3,5m,高為2.5m,采用一階高斯脈沖作為井下UWB通信系統(tǒng)的發(fā)射信號(hào),信號(hào)中心頻率為3.3GHz,山式(4.10)可以得到主巷道與分支巷道的遠(yuǎn)近場(chǎng)區(qū)的分界點(diǎn)分別為253軺m與134.75m,當(dāng)頻率或巷道截面尺寸捉i高時(shí),分界點(diǎn)數(shù)值可以以更大。