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井下有限空间2.4GHz无线信号测试及传播规律的研究

作　者: 倪翔
导　师: 李国民; 孙弋
学　校: 西安科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 有限空间无线信号数据拟合网络覆盖
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着无线通信技术应用日益成熟，2.4GHz频段下无线通信技术在有限空间中得到应用。由于煤矿井下有限空间无线信号传播环境恶劣，无线信号覆盖困难，研究井下无线信号传播规律对于2.4GHz频段无线通信系统在井下构建具有重要指导意义。本文针对国内外基于有限空间无线信号覆盖测量系统发展现状的分析，利用波导模式匹配法和几何光学法的电磁波无线传播特性理论研究井下有限空间2.4GHz无线信号传播规律，提出了有限空间2.4GHz无线信号覆盖测量设计方案，该方案采用精密电压控制的压控振荡器作为点频信号源、以基于USB总线的便携式功率计作为无线信号强度测量设备，完成了对有限空间2.4GHz无线信号的测试系统的组建，并对煤矿井下副平洞、运输槽以及无人工作面等不同巷道进行测试，得到了煤矿井下不同巷道2.4GHz无线信号强度数据。本文选用自由空间传播模型作为基础，结合井下巷道的特殊环境，通过利用波导模式匹配法和几何光学法的电磁波无线传输特性研究方法建立井下无线传输信道模型，以Matlab对样本数据拟合分析研究2.4GHz无线信号在煤矿井下有限空间传播特性，在距离点源30m处信号强度呈下降趋势，在30-120m处无线信号强度在30dB范围内波动变化。由波导模式法和几何光学法所得到的无线电波在井下有限空间的传播规律与实际测量数据有较大的差异，从而为矿井有限空间无线网络覆盖提供了理论参考。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-7
1 绪论  7-12
  1.1 选题背景及意义  7-8
  1.2 国内外研究概况  8-10
  1.3 本论文研究内容及文章结构安排  10-12
2 井下无线电波传播特性与研究方法  12-31
  2.1 井下有限空间无线电波传播特性  12-15
    2.1.1 无线电波在自由空间中传播特性  12
    2.1.2 无线电波在有限空间中传播特性  12-15
  2.2 井下有限空间无线电波传播的研究方法  15-29
    2.2.1 波导模式匹配法  15-24
    2.2.2 几何光学法  24-29
    2.2.3 统计方法  29
  2.3 2.4G 频段在煤矿井下的应用  29-30
  2.4 本章小结  30-31
3 井下有限空间 2.4GHZ 无线信号传播测试方法及设备研制  31-42
  3.1 井下无线电波传播环境  31
  3.2 井下有限空间 2.4GHZ 无线信号测试方法  31-32
  3.3 井下有限空间 2.4GHZ 无线信号测试设备的研制  32-39
    3.3.1 点频信号源  32-33
    3.3.2 功率计  33-39
  3.4 测试设备的调试  39-41
  3.5 本章小结  41-42
4 井下有限空间 2.4GHZ 无线信号数据分析  42-52
  4.1 井下有限空间无线信号测试方案  42-43
    4.1.1 井下有限空间无线信号测试环境  42
    4.1.2 井下有限空间无线信号测试方法  42
    4.1.3 井下有限空间无线信号测试数据  42-43
  4.2 测试数据分析  43-45
    4.2.1 MATLAB 数据分析  44-45
  4.3 实测数据与理论模型对比  45-51
    4.3.1 波导模式匹配法模型  45-48
    4.3.2 几何光学法模型  48-51
  4.4 本章小结  51-52
5 总结与展望  52-54
  5.1 论文工作总结  52
  5.2 展望  52-54
致谢  54-55
参考文献  55-57

井下有限空间2.4GHz无线信号测试及传播规律的研究

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