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金属振子结构在矿井5G辐射场中的安全功率分析
1
作者
董红涛
田子建
+2 位作者
侯明硕
赵晖
卫若茜
《工矿自动化》
CSCD
北大核心
2023年第12期108-113,共6页
煤矿井下存在瓦斯等易燃易爆气体,5G无线通信系统基站天线辐射出的电磁波被井下金属结构吸收,在金属结构断点处产生放电火花,当电火花能量达到瓦斯气体的最小点火能时可能发生爆炸,限制了5G技术在煤矿井下的应用。为了评估5G无线通信基...
煤矿井下存在瓦斯等易燃易爆气体,5G无线通信系统基站天线辐射出的电磁波被井下金属结构吸收,在金属结构断点处产生放电火花,当电火花能量达到瓦斯气体的最小点火能时可能发生爆炸,限制了5G技术在煤矿井下的应用。为了评估5G无线通信基站射频功率的安全性,通过分析金属结构耦合电磁波的方式,得到射频功率、最大辐射场强与距离的关系;以最小点火能为安全判定标准,得出天线负载的接收功率小于2.625 W时,可确保不会引起瓦斯爆炸;分析得出煤矿井下应优先选择700 MHz作为5G工作频段;通过分析方向性系数,得出应选择臂长与波长比为0.65的对称振子天线金属结构进行研究,对称振子天线金属结构安全电场强度为202.9 V/m,最小安全距离为0.2 m。仿真结果表明:在距离发射天线小于0.2 m的区域电场分布极不均匀,在距离发射天线大于0.2 m的区域电场分布较均匀;在距离发射天线大于0.2 m的区域导致瓦斯爆炸的最小射频功率为27.45 W。
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关键词
矿井5g
安全功率
对称振子
射频设备
最小点火能
安全电场强度
最小安全距离
下载PDF
职称材料
矿井5G电磁波辐射能量安全性研究
被引量:
6
2
作者
刘晓阳
马新彦
+5 位作者
刘坤
王文清
田子建
邓志钢
刘晶
王地
《工矿自动化》
北大核心
2021年第7期85-91,共7页
煤矿井下无线射频设备发出的电磁波能量耦合到金属结构上的储能元件中,一旦金属结构存在断点并发生通断接触,积聚的电磁波能量产生的放电火花就可能引起瓦斯爆炸,5G采用大规模多输入多输出(MIMO)技术,存在多个发射天线之间的功率叠加问...
煤矿井下无线射频设备发出的电磁波能量耦合到金属结构上的储能元件中,一旦金属结构存在断点并发生通断接触,积聚的电磁波能量产生的放电火花就可能引起瓦斯爆炸,5G采用大规模多输入多输出(MIMO)技术,存在多个发射天线之间的功率叠加问题,增大了点燃瓦斯气体的可能性。针对该问题,分析了电磁波辐射能量与金属结构的耦合过程,得出了金属负载谐振时放电火花点燃瓦斯气体的条件:如果放电火花在100μs内释放的能量超过0.28 mJ,则能够点燃瓦斯气体。利用射线追踪法建立了巷道电磁波能量传播模型,通过电磁仿真软件Wireless insite在5G频段下对单天线和多天线射频设备进行仿真,结果表明:电磁波能量以辐射形式传播,工作频率在700 MHz以上的单天线射频设备发出的电磁波能量是本质安全的,而4T4R(4发4收)多天线射频设备与金属结构之间的最小安全距离为0.25 m。
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关键词
矿井5g
通信
电磁波能量耦合
射线追踪法
功率叠加
安全距离
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职称材料
题名
金属振子结构在矿井5G辐射场中的安全功率分析
1
作者
董红涛
田子建
侯明硕
赵晖
卫若茜
机构
陕西彬长小庄矿业有限公司
中国矿业大学(北京)人工智能学院
陕西彬长矿业集团有限公司
出处
《工矿自动化》
CSCD
北大核心
2023年第12期108-113,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(52074305)。
文摘
煤矿井下存在瓦斯等易燃易爆气体,5G无线通信系统基站天线辐射出的电磁波被井下金属结构吸收,在金属结构断点处产生放电火花,当电火花能量达到瓦斯气体的最小点火能时可能发生爆炸,限制了5G技术在煤矿井下的应用。为了评估5G无线通信基站射频功率的安全性,通过分析金属结构耦合电磁波的方式,得到射频功率、最大辐射场强与距离的关系;以最小点火能为安全判定标准,得出天线负载的接收功率小于2.625 W时,可确保不会引起瓦斯爆炸;分析得出煤矿井下应优先选择700 MHz作为5G工作频段;通过分析方向性系数,得出应选择臂长与波长比为0.65的对称振子天线金属结构进行研究,对称振子天线金属结构安全电场强度为202.9 V/m,最小安全距离为0.2 m。仿真结果表明:在距离发射天线小于0.2 m的区域电场分布极不均匀,在距离发射天线大于0.2 m的区域电场分布较均匀;在距离发射天线大于0.2 m的区域导致瓦斯爆炸的最小射频功率为27.45 W。
关键词
矿井5g
安全功率
对称振子
射频设备
最小点火能
安全电场强度
最小安全距离
Keywords
mine
5
g
safe power
symmetric oscillator
RF equipment
minimum i
g
nition ener
g
y
safe electric field stren
g
th
minimum safe distance
分类号
TD655.3 [矿业工程—矿山机电]
下载PDF
职称材料
题名
矿井5G电磁波辐射能量安全性研究
被引量:
6
2
作者
刘晓阳
马新彦
刘坤
王文清
田子建
邓志钢
刘晶
王地
机构
中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院
兖矿集团有限公司信息化中心
北京工业职业技术学院科研处
出处
《工矿自动化》
北大核心
2021年第7期85-91,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(52074305)
北京工业职业技术学院重点科研项目(BGY2020KY-44Z)。
文摘
煤矿井下无线射频设备发出的电磁波能量耦合到金属结构上的储能元件中,一旦金属结构存在断点并发生通断接触,积聚的电磁波能量产生的放电火花就可能引起瓦斯爆炸,5G采用大规模多输入多输出(MIMO)技术,存在多个发射天线之间的功率叠加问题,增大了点燃瓦斯气体的可能性。针对该问题,分析了电磁波辐射能量与金属结构的耦合过程,得出了金属负载谐振时放电火花点燃瓦斯气体的条件:如果放电火花在100μs内释放的能量超过0.28 mJ,则能够点燃瓦斯气体。利用射线追踪法建立了巷道电磁波能量传播模型,通过电磁仿真软件Wireless insite在5G频段下对单天线和多天线射频设备进行仿真,结果表明:电磁波能量以辐射形式传播,工作频率在700 MHz以上的单天线射频设备发出的电磁波能量是本质安全的,而4T4R(4发4收)多天线射频设备与金属结构之间的最小安全距离为0.25 m。
关键词
矿井5g
通信
电磁波能量耦合
射线追踪法
功率叠加
安全距离
Keywords
5
g
communication in coal mine
electroma
g
netic wave ener
g
y couplin
g
ray tracin
g
method
power superposition
safe distance
分类号
TD655.3 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
金属振子结构在矿井5G辐射场中的安全功率分析
董红涛
田子建
侯明硕
赵晖
卫若茜
《工矿自动化》
CSCD
北大核心
2023
0
下载PDF
职称材料
2
矿井5G电磁波辐射能量安全性研究
刘晓阳
马新彦
刘坤
王文清
田子建
邓志钢
刘晶
王地
《工矿自动化》
北大核心
2021
6
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职称材料
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