当前课程知识点:电磁场工程应用 > 第5章 均匀平面电磁波 > 5.3.3 4G手机能否用于煤矿的井上下通信? > 4G手机能否用于煤矿的井下和井上通信
同学们好上一次课
我们学习了均匀平面电磁波在有损媒质中的传播特点
在有损媒质中电磁波是一个减幅震荡
并且波阻抗和相速的不仅与媒质的性质有关
还与波源的频率有关
因此它是一个色散波
今天我们就来看它的一个具体应用
看看4G手机能不能用于煤矿的井下和井上的通信
假设煤岩介质的电磁参数是这样三个参数
已知4G手机的电磁波发射频率是2.35个G
我们来分析它能不能用于井上和井下的通信
首先我们来分析煤岩介质的类型
求得这一个参数等于0.048
因此煤岩介质是一个有损的媒质
也就是说
煤岩介质中的电磁波可以用这样一个函数来表示
这里的α是煤岩介质的衰减系数
β是煤岩介质的相位常数
根据煤岩介质的电磁参数求得它的衰减常数
α等于这一个值
相位常数β等于24.778
而根据上一次课的分析我们知道
在有损媒质中电磁波的传播的距离由衰减系数来决定
假设在煤岩介质中的电磁波衰减到最初幅度的百万分之一
也就是十的负六次方倍的时候
认为电磁波已经消失
此时设它的传播距离为z的话
也就是说
在这一个式子中设方程的左边的E
等于Em的十的负六次方倍就得到这一个表达式
也就是说
传播距离等于13.82除以衰减常数
因为衰减常数与波源的频率有关
因此在不同的频率范围下
它的传播距离z是不一样的
而4G手机的频率是2.35个G
求得传播距离等于23m
也就是说
电磁波在煤岩介质中的传播距离是23m
而我国煤矿立井的平均深度是400m
所以它无法完成煤矿的井下和井上的通信任务
根据我们刚才的分析
而我们已经求得了传播距离与α的这样一个关系
得到不同频率下的传播距离
比如刚才我们已经得到2.35个G的频率下传播距离是23m
当波源的频率减少到250Hz的时候
它的传播距离达到4016m
也就是说
在这样一个频率下基本上就可以完成我国煤矿的井上和井下的通信
所以煤矿的井上和井下的通信需要低频波
实际上
低频波目前主要用于抢险救灾中
-0.1 场与路
--场与路
--场与路
-0.2 矢量的基本运算
--矢量的基本运算
--矢量的基本运算
-0.3 场的直观表示--场线
--场的直观表示
--场的直观表示
-0.4 标量场的方向导数和梯度
-0.5.1 矢量场的通量和散度
-0.5.2 矢量场的环量和旋度
-0.6 散度和旋度
--散度和旋度
--散度和旋度
-0.7 亥姆霍兹定理
--亥姆霍兹定理
--赫姆霍兹定理
-第0章 场的概念--第0章习题
-1.1静电场的源
--静电场的源
--静电场的源
-1.2电场强度
--电场强度
--电场强度
-1.3电位
--电位
--电位
-1.4电偶极子
--电偶极子
--电偶极子
-1.5静电场中的导体和电介质
-1.6高斯定理
--高斯定理
--高斯定理
-1.7静电场的基本方程
--静电场的基本方程
--静电场的基本方程
-1.8静电场分界面的衔接条件
-1.9静电场的边值问题及求解
-1.10镜像法
--镜像法
--镜像法
-1.11电轴法
--电轴法
--电轴法
-1.12地球的电容-电容及求解
-1.13静电力与静电能量
--静电力与静电能量
--静电力与静电能量
-1.14高电压技术中的电场问题
-第1章 静电场--第1章习题
-2.1鱼塘大量死鱼之谜-电流及电流密度
-2.2三大定律
--三大定律
--三大定律
-2.3电源电动势和局外场强
-2.4恒定电场的基本方程和边界条件
-2.5电流为什么弯曲?--恒定电场边界条件的应用
-2.6恒定电场的边值问题
-2.7恒定电场与静电场的比拟
-2.8恒定电场的工程应用:电导和部分电导
-2.9别墅起火之谜--绝缘电阻
-2.10奶牛被严重击伤,人却安全无恙?--跨步电压
-第2章 恒定电场--第2章习题
-3.1磁感应强度
--磁感应强度
--磁感应强度
-3.2磁场中的物质--磁化
-3.3安培环路定理
--安培环路定理
--安培环路定理
-3.4恒定磁场基本方程及分界面的衔接条件
-3.5.1矢量磁位及其边值问题
-3.5.2标量磁位及其边值问题
-3.6恒定磁场中的镜像法
-3.7.1自感和互感的概念
-3.7.2自感和互感的计算
-3.8恒定磁场的能量
--恒定磁场的能量
--恒定磁场的能量
-3.9.2虚位移法
--磁场力-虚位移法
--磁场力-虚位移法
-3.9.3法拉第观点
-3.10磁路
--磁路
--磁路
-第3章 恒定磁场--第3章习题
-4.1电磁感应定律
--电磁感应定律
--电磁感应定律
-4.2感应电场
--感应电场
-4.3全电流定律
--全电流定律
-4.4麦克斯韦方程组
--麦克斯韦方程
-4.5.1坡印廷定律和坡印廷矢量
-4.5.2坡印廷定理的应用
-4.6.1 动态位的引入
--动态位的引入
-4.6.2 动态位的积分解
--动态位的积分解
-4.7.1时谐电磁场及其复数表示
-4.7.2麦克斯韦方程的复数形式
-4.7.3复介电常数
-4.7.4坡印廷定理的复数形式
-4.7.5时谐场的坡印廷矢量
-4.7.6时变场计算实例
--时变场计算实例
--时变场计算实例
-第4章 时变电磁场--第4章习题
-5.1 均匀平面电磁波的概念
-5.2.1 无界理想介质中平面波的方程
-5.2.2 无界理想介质中的平面波传播特性
-5.3.1导电媒质中均匀平面波的方程
-5.3.2导电媒质中均匀平面波的传播特性
-5.3.3 4G手机能否用于煤矿的井上下通信?
--4G手机
-5.3.4潜艇通信困难?
--海水潜艇通信困难
-5.3.5良导体和良介质中均匀平面波的传播特性
-5.3.6趋肤效应
--趋肤效应
--趋肤效应
-5.3.7趋肤效应的工程应用2例
-5.4.1 电磁波的极化
--电磁波的极化
--电磁波的极化
-5.4.2 圆极化的旋向判断
--圆极化的旋向判断
--极化旋向判断
-5.4.3 极化的工程应用举例—立体电影
-第5章 均匀平面电磁波--第5章习题
-6.1.1平面电磁波对一般导电媒质的垂直入射
-6.1.2均匀电磁波对理想导体平面的垂直入射
-6.1.3均匀平面波对理想介质分界面的垂直入射
-6.1.4易拉罐增强WiFi信号?
--易拉罐增强WiFi信号?--理想导体平面对电磁波的全反射
--易拉罐增强WiFi信号?--理想导体平面对电磁波的全反射
-6.2.1平面波在理想介质分界面上的斜入射
-6.2.2雷达测距和雷达低空盲区
-6.2.3光纤的传输原理—电磁波在理想介质表面的全反射
-6.2.4电磁波在理想介质表面的全透射
-第6章 平面电磁波的反射和透射--第6章习题