金属振子结构在矿井5G辐射场中的安全功率分析
董红涛1
田子建2
侯明硕2
赵晖3
卫若茜3
1.陕西彬长小庄矿业有限公司,陕西咸阳 7135002.中国矿业大学(北京)人工智能学院,北京 1000833.陕西彬长矿业集团有限公司,陕西咸阳 712000
摘要：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
分类号：TD655.3(矿山电工)
资助基金：国家自然科学基金(52074305)
论文发表日期：2023-12-10
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：6( 108-113 )
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