井下无线通信系统是现代化煤矿生产的重要环节之一,是提高矿井现代化管理程度,提高劳动生产率,维护生产安全和国家财产安全的重要保障。然而,矿井巷道是一类特殊的受限空间,井下环境恶劣复杂,电磁波受到巷道截面、频率、粗糙度、粉尘等因素的影响而呈现出复杂的传播特性。为了建立安全合理的井下通讯系统,需要深入研究电磁波的传输特性,以实现井下无线通讯系统灵活、可靠、高效的运行。本文首先从巷道电磁波的截止频率和边界条件入手,研究巷道电磁波不同极化方式的传播特性,分析不同传播模式电磁波的衰减趋势和衰减特性。并通过软件模拟方法,研究巷道低次模电磁波和高次模电磁波的传输特性。其次,研究混合模型的传播特性。在巷道近场区,电磁波反射、折射较少,电磁波模式数量众多,传播特性复杂;在巷道远场区,电磁波因巷道壁反射、折射大量衰减,低次模起主要作用。通过分析不同区域传播特性,建立混合模型,并确定其混合模型分界点,研究频率、巷道截面对混合模型和分界点的影响。最后,在研究混合模型的基础上,提出混合模型不应只考虑基模电磁波作用,而应更多的考虑低次模电磁波作用的论点。通过仿真,研究模式数量对混合模型传输特性的影响,从而提高模型精确度,继而在使模型有较高精确度的条件下,研究频率和截面尺寸对分界点处需考虑的模式数量的影响。本文的创新性主要体现在,采用差值方法将巷道不同模式数量电磁波传输特性与近似实际电磁波特性对比研究,分析频率、巷道截面对模式数量的影响,并从场强角度建立混合模型,结合对波导模型模式数量的研究,分析频率和巷道截面对混合模型分界点及模式数量的影响。