本章研究了超寬帶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于鎢礦礦井下UWB通信系統(tǒng)方案的確立、uWB通信系統(tǒng)所選用的高斯函數(shù)及其線性組合波形的時(shí)域與頻譜特征以及礦井下UWB無線通信窄脈沖信號(hào)選擇的問題。MAX1481EUB+T為了簡(jiǎn)化分析,對(duì)于至少在一兩百米以內(nèi)的鎢礦礦井巷道,UWB傳輸時(shí)的路徑損耗可采用自由空問傳播模型來進(jìn)行計(jì)算,通過仿真得出了傳輸距離與發(fā)射功率、數(shù)據(jù)傳輸速率等之間關(guān)系。對(duì)于采用二進(jìn)制PAM無載波UWB通信系統(tǒng)得出:在同樣的數(shù)據(jù)傳輸速率與同樣的發(fā)射功率下,采用一階高斯脈沖作為發(fā)射數(shù)據(jù)信息的載體比五階高斯脈沖傳輸更遠(yuǎn)的距離;在采用一階高斯脈沖作為發(fā)送信息載體,當(dāng)發(fā)射功率一定,傳輸距離與數(shù)據(jù)傳輸速率成反向關(guān)系;當(dāng)固定數(shù)據(jù)傳輸速率時(shí),發(fā)射功率越大,傳輸距離越遠(yuǎn)。例如數(shù)據(jù)傳輸速率在220Mbps,當(dāng)發(fā)射功率為0,49⒍mw時(shí),傳輸距離為18,γm;而當(dāng)發(fā)射功率為32mw時(shí),傳輸距離可達(dá)47.51m。因此,鎢礦礦井下UWB無線通信可實(shí)現(xiàn)短距離高速通信或遠(yuǎn)距離低速通信。

    綜合權(quán)衡考慮,得出超寬帶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于鎢礦礦井下時(shí),其

UWB通信系統(tǒng)的脈沖信號(hào)選用一階高斯脈沖,且信號(hào)波形的脈沖寬度在0.23-0.5311s,中心頻率在1.8~4.1GHz較為合適。

    根據(jù)鎢礦礦井實(shí)際環(huán)境,分析了井下電磁波傳播衰減特性,包括井下

電磁波傳輸?shù)墓逃袚p耗及其附加損耗的兩個(gè)重要影響因素:巷道壁粗糙度與傾斜廩。給出了鎢礦礦井超寬帶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路徑損耗預(yù)測(cè)的混合模型,并結(jié)合UWB礦井實(shí)測(cè)環(huán)境,進(jìn)行損耗衰減仿真預(yù)測(cè),得出近場(chǎng)區(qū)與遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的分界點(diǎn)與理論值相差較大。