Langaton radioverkko kaivokseen

Abstract

Tässä insinöörityössä perehdyttiin Suomen kaivostoimintaan ja erityisesti maanalaisen kaivoksen viestintään. Tässä tapauksessa on syytä tuntea hyvin kiven ja kallioperän sähköiset eli dielektriset ominaisuudet. Radioaaltojen eteneminen maan alla on ongelmallista, joten hyvän ja toimivan viestintäverkon suunnitteleminen on vaikeaa, mutta äärimmäisen tärkeää mm. hätä- ja pelastusoperaatioiden kannalta. Insinöörityössä perehdytään radioaaltojen ominaisuuksiin ja radioaaltojen käyttäytymiseen kaivosolosuhteissa. Kaivosten tavoitteena on saada kaikki kaivoksen toiminnanohjauksen tieto kulkemaan yhdessä tietoverkossa. Tässä työssä nykyiset mittaukset UHF-taajuudella ja UWB- taajuuskaistalla, sekä WLAN:lla on analysoitu. Lisäksi, tarkastellaan, mikä alue sopii parhaiten langattomaan viestintään. Dielektrisyysvakio on tärkeä parametri, koska se määrää sähkömagneettisten aaltojen etenemisnopeuden materiaalin läpi ja heijastuskertoimen rajapinnoilla sekä etenemishäviön. Tässä työssä tarkasteltiin eri kivi- ja mineraalilajien dielektrisyysvakioita sekä taajuuden vaikutusta radioaaltojen etenemiseen kaivosolosuhteissa. Omat mittaukset suoritettiin Ruoholahden ja Hakaniemen metroasemilla n. 25 - 30 metriä maan alla. Tehdyissä mittauksissa havainnoitiin miten radiosignaalit käyttäytyvät maan-alaisissa tunneleissa niin suoralla (LOS) kuin epäsuoralla (NLOS) yhteydellä. Johtopäätöksistä voidaan todeta, että metroasemien radiosignaalien ominaisuudet vaihtelevat eten-kin laitureiden mekaanisten rakenteiden, mutta myös maanalaisten ominaisuuksien johdosta.