巷道内粉尘对特高频电磁波传播特性的影响

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1、第３４卷第１１期煤炭学报Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．１１２００９年１１月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＨＩＮＡＣＯＡＬＳＯＣＩＥＴＹＮｏｖ．２００９文章编号：０２５３－９９９３（２００９）１１－１５５４－０４巷道内粉尘对特高频电磁波传播特性的影响张妍玮，张记龙（１中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原０３００５１；２中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心，山西太原０３００５１）摘要：根据瑞利散射规律分析了粉尘和雾滴对电磁波传输的衰减特性．研究表明：电磁波的传输衰减与粉尘颗粒的大小和分布无关；衰减随着电磁波的频率升高以及粉尘浓度

2、、雾滴含水量的增大而增大；粉尘颗粒的形状和空间取向决定交叉极化分辨率的大小，分辨率越高，不同极化波之间的相互干扰就越大．但电磁波在特高频频段时，在限定的浓度范围内，粉尘颗粒在各个方面对电磁波传输的衰减都很小，与巷道内其它因素引起的衰减相比是非常小的．关键词：粉尘；雾滴；特高频电磁波；瑞利散射；交叉极化中图分类号：ＴＤ６７６文献标识码：ＡＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｍｉｎｅｄｕｓｔｏｎｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆＵＨＦｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｗａｖｅｉｎｔｕｎｎｅｌＺＨＡＮＧＹａｎｗｅｉ，ＺＨＡＮＧＪｉ

3、ｌｏｎｇ（１ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＤｙｎａｍｉｃＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＮｏｒｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００５１，Ｃｈｉｎａ；２ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＳｈａｎｘｉＰｒｏｖｉｎｃｅｆｏｒＯｐｔｏＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，ＮｏｒｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００５１，Ｃｈｉｎａ）Ａ

4、ｂｓｔｒａｃｔ：ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅＲａｌｅｉｇｈＳｃａｔｔｅｒｉｎｇｓ，ｔｈｅｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｍｉｎｅｄｕｓｔａｎｄｄｒｏｐｌｅｔｏｎＥＭｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｓｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｏｆｓｉｚｅａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｄｕｓｔ；ｔｈｅａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｒａｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆＥＭｗａｖｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ

5、ｏｆｄｕｓｔ，ａｓｗｅｌｌａｓｄｒｏｐｌｅｔｍｏｉｓｔｕｒｅ；ｔｈｅｓｈａｐｅａｎｄｓｐａｃｅｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｄｕｓｔｐａｒｔｉｃｌｅｓｄｅｃｉｄｅｔｈｅｃｒｏｓｓｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎ，ｔｈｅｈｉｇｈｅｒｔｈｅＸＰＤｉｓ，ｔｈｅｌａｒｇｅｒｔｈｅｍｕｔｕａｌｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｏｌａｒｉｚｅｄｗａｖｅｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ａｔＵＨＦ，ｉｎｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｗｉｔｈａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｓｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｏｔｈｅｒｆａｃｔｏｒｓ，ｔｈｅａｔｔｅｎ

6、ｕａｔｉｏｎｓｏｆｄｕｓｔｗｉｔｈｉｎｔｈｅｓｅｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｒａｎｇｅｏｎＥＭｗａｖｅｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｓｐｅｃｔｓａｒｅｎｅｇｌｉｇｉｂｌｙｓｍａｌｌｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｎｅｄｕｓｔ；ｄｒｏｐｌｅｔ；ＵＨＦｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｗａｖｅ；ＲａｌｅｉｇｈＳｃａｔｔｅｒｉｎｇｓ；ｃｒｏｓｓｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ在煤矿生产的主要环节如开采、掘进、运输、提升的几乎所有作业工序都会不同程度地产生粉尘，大量的粉尘颗粒悬浮沉积在矿井巷道及开采工作面内不仅会污染工作场所，危害人体健康，一定条件下还会［１

7、］引发爆炸．并且，这些粉尘颗粒都是有耗媒质，大量悬浮沉积于巷道内，会在不同方面给电磁波的传［２－３］［４－６］输造成衰减．目前，国内外学者在矿井下特高频电波传输特性以及粉尘对微波的传输影响两方面分别进行了系统的研究，但针对巷道内的粉尘对电磁波传输影响的研究甚少，并且在研究中未考虑粉尘引［７］起的退极化现象以及粉尘吸收水汽分子后对电磁波的影响．本文则主要分析了矿井巷道内的粉尘和雾收稿日期：２００８－１２－０１责任编辑：许书阁基金项目：中国科学技术部国际科技合作重点资助项目（２００６ＤＦＢ７２５１０）作者简介：张妍玮（１９８３—），女

8、，山西太原人，硕士研究生．Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｙｗｏｌｉｖｅ＠１６３ｃｏｍ第１１期张妍玮等：巷道内粉尘对特高频电磁波传播特性的影响１５５５滴对特高频段电磁波的散射和吸收衰减，并对粉尘给电磁波造成的交叉极化现象进行了初步研究．１理论分析１１粉尘的散射