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中国煤炭经济占国民经济很重要的地位,随着国民经济的发展,对煤炭资源的需求也越来越高。和其他国家的煤炭资源相比较,由于我国的煤矿井下存在地质结构复杂和高瓦斯量以及自然灾害频繁出现的危险因素,导致近年来中国的煤矿经常发生各种复杂灾情,造成巨大的经济损失和人员伤亡。鉴于国内煤炭生产的现状,井下情况需要受到井上的监控。但是由于各种因素的制约,目前的监控系统还很不完善,存在很多问题,这样就会使得矿山的情况不能得到有效的反映。 现如今,中国煤矿对井下的安全监控系统还存在几个明显缺陷。当出现紧急事故时,系统的监控和预警作用就没有办法发挥出来,也起不到安全生产的作用。对比目前已投入使用的井下通信手段,包括有线和无线系统,超宽带(UWB)技术具有高的传输率、低成本、低功耗和抗干扰性强的特点。如果将这种技术放在复杂的井下通信环境中,那么一定会有非常广阔的利用价值和应用前景。因此,检验这个通信系统是否安全可靠,就需要认真研究超宽带在矿井下的传输情况,并且找准信道的具体传播模型,这样才是安全生产、安全通信的基本保证。 利用对比研究,选择射线跟踪法来实施仿真。任何一条被接收的射线都表示成一条由发射机出发,到达接收机的传播路径,在设定好的环境下,对射线的跟踪和它的场强计算就能够准确得到—条到达接收机的传播路径,它的多径延迟和信号强度也能计算出来。另外,利用改变环境参数的设置,能够更容易的研究巷道的截面、弯曲、倾斜和巷道壁的介电常数等因素,这些因素对UWB信号传播特性的影响很重要,这样就可以实现仿真的目的。 根据现场的检测数据对仿真数据进行筛选,并建立模型,模拟仿真,根据反馈信号的强度数据,分析超宽带信号在井下环境中穿透特性的规律,即超宽带在井下传播时,发射机选择不同的极化波即水平极化波和垂直极化波,后者接收机接收到的信号强度明显增强。选择性的验证了超宽带信号在井下的环境中传播时,能够保证信号的顺利传播。为超宽带通信技术应用到井下提供了一种有力的理论证明,为将来实现技术的成功移植做铺垫。