矿用5G频段选择及天线优化设置研究

发布时间：2021-07-07 22:14

　　矿井无线通信和矿用5G移动通信技术是煤矿智能化关键技术之一。为提高煤矿井下无线传输距离、绕射能力及无线通信系统的稳定性和可靠性,减少基站用量、组网成本和维护工作量,研究了矿用5G工作频段和基站天线位置对无线传输损耗和传输距离的影响。主要结论如下:①煤矿井下无线发射功率受本质安全防爆限制,接收灵敏度受电磁噪声限制,天线增益受本质安全防爆和巷道空间限制。在煤矿井下无线发射功率、接收灵敏度、天线增益受限的情况下,应通过优选无线工作频段和优化天线设置位置,提高矿井无线传输距离和绕射能力,提高系统稳定性和可靠性,减少基站用量、组网成本和维护工作量。②矿用5G工作频段应优选700MHz。煤矿井下700MHz频段与现有5G其他工作频段2.6,3.5,4.9GHz相比,具有无线传输损耗小、无线传输距离远、绕射能力强、基站用量少、组网成本低和维护工作量小等优点。③提出的传输损耗/位置变化率分析方法便于分析巷道横向不同区域位置变化引起的无线传输损耗变化情况。④无线基站天线应靠近巷帮设置,距巷帮不小于0.01m,垂向位于巷道高度约2/5处。这样既不影响行人和行车、便于安装维护,也可以满足无线传输损耗较小、无... 

【文章来源】：工矿自动化. 2020,46(05)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

拱形巷道测试现场

为便于描述，将拱形巷道的横向、垂向和轴向分别定义为x,y,z轴，以无供水管和通风管道的巷帮一侧、底板和一根天线的水平位置交叉点为坐标原点，建立直角坐标系，如图2所示。示例位置Tx(1）和Rx(1）表示发射和接收天线在同侧巷帮；示例位置Tx(2）和Rx(2）与Tx(1）和Rx(1）相比，表示发射和接收天线在同侧巷帮，但高度（天线顶点到底板的距离）不同；示例位置Tx(3）和Rx(3）与Tx(1）和Rx(1）相比，表示发射和接收天线在同一高度，位置沿巷道横向水平方向变化。测试采用全向偶极子垂直极化天线，天线增益均为2dBi；设备发射功率为30dB·m，接收灵敏度为-94dB·m；无线工作频段为720～760MHz。

测试点i和测试点i+1之间距离为j时传输损耗/位置变化率为式中：Pj(i),Pj(i+1）为两测试点之间距离为j时的接收信号功率；xj(i),xj(i+1）为两测试点之间距离为j时的横向水平位置。

【参考文献】：
期刊论文
[1]智慧矿山与5G和WiFi6[J]. 孙继平,陈晖升.  工矿自动化. 2019(10)
[2]煤矿信息化自动化新技术与发展[J]. 孙继平.  煤炭科学技术. 2016(01)
[3]煤矿信息化与自动化发展趋势[J]. 孙继平.  工矿自动化. 2015(04)
[4]矿井电磁波能量安全性研究[J]. 孙继平,贾倪.  中国矿业大学学报. 2013(06)
[5]现代化矿井通信技术与系统[J]. 孙继平.  工矿自动化. 2013(03)
[6]矿井宽带无线传输技术研究[J]. 孙继平.  工矿自动化. 2013(02)
[7]煤矿物联网特点与关键技术研究[J]. 孙继平.  煤炭学报. 2011(01)
[8]矿井通信技术与系统[J]. 孙继平.  煤炭科学技术. 2010(12)
[9]煤矿安全生产监控与通信技术[J]. 孙继平.  煤炭学报. 2010(11)
[10]煤矿井下电磁干扰对通信和监控系统的影响分析[J]. 孙继平,王福增.  工矿自动化. 2009(02)



本文编号：3270468