CN112887990A - 一种矿用5g通信基站射频能量损耗优化方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本公开关于一种矿用5G基站射频能量损耗优化方法和装置。所述优化方法包括以下步骤：选择同轴电缆型号，获得衰减系数和直径比参数；根据巷道情况确定同轴电缆安装弯折后呈现的长度与弯折角度之间的几何关系；并且基于失配系数与角度之间的关系确定衰减最弱时的弯折角度和长度，其中，矿用5G通信的天线和基站在巷道中的安装与实现连接的同轴电缆之间的几何关系为等腰三角形，该等腰三角形相等的两条边的长度为所述同轴电缆长度的一半，并且所述等腰三角形的顶角为所述同轴电缆的弯折角度。由此，能够提高5G基站射频能量的发射效率，提高5G基站的覆盖距离，降低5G基站的布设数量，降低建设成本。
Description
技术领域
本公开涉及矿山领域，尤其涉及用于矿用5G通信基站射频能量损耗优化方法和装置。
背景技术
目前，随着智能矿山技术的发展，5G通信系统在大中型煤矿已有应用案例，井下5G基站的覆盖为井下无人驾驶、井下高清视频传输、综采及掘进工作面透明监测、井下工业控制、机器人智能巡检、AR增强培训等打下坚实的技术基础。5G NR主要包括了两大频谱范围，其中，FR1的频率范围为450MHz-6000MHz，也即Sub-6GHz，FR1的频率范围为24250MHz-52600MHz，也即毫米波。商用的主流频谱为2515MHz-2675MHz、 3400MHz-3600MHz和4800MHz-4900MHz，可以看出，5G NR相较于4G LTE或更早的移动通信制式来说，频谱有了明显的提高，5G基站的覆盖范围会相对更小。同时，根据国标《GB3836.1-2010爆炸性环境设备通用要求》，射频为9kHz-60GHz的连续发射和脉冲时间超过热起燃时间的脉冲发射的阈功率，I类设备应满足不超过6W。
同轴电缆是设备间传输模拟信号和数字信号的主要媒介，也是连接煤矿井下通信基站和射频天线的主要线缆设备。同轴电缆属于传输线，考虑到实际情况中所传输的信号频率范围较广，其电气参数可通过传输线理论的长线模型建立分布参数模型进行计算。
同轴电缆的固有衰减属于传输线的内禀属性，在实际中只能尽量通过使用较短的同轴电缆来减少此类损耗。而传输线的阻抗失配在一般工程上可以通过在负载端之前增加传输线变压器，从而将阻抗相匹配。但是传输线变压器通常具有固定的型号和参数，对于特征阻抗随同轴电缆弯折程度的变化而浮动的情况响应较慢，并且传输变压器多针对同轴电缆和负载特征阻抗相差很大的情况而设计，在减小因馈线受挤压或弯折情况造成的阻抗失配问题上功能较为受限。传输变压器的磁芯也有最佳工作频段，当传输信号的频率改变时，还需要根据实际传输情况更换传输变压器，否则还有可能造成磁芯损耗，导致传输效率下降。
发明内容
在5G高频谱条件下，同时在6W以内射频功率限定条件下，如何在使用同轴电缆的同时提高井下5G基站射频能量的利用率，减少能量损耗，成了亟需解决的问题。
为此，本公开引入了在安装时以固定角度整理馈线，在此角度下馈线将能够以最小阻抗失配损耗满足基站和天线安装条件，从而提高5G基站射频能量的发射效率，提高5G基站的覆盖距离，降低5G基站的布设数量，降低建设成本。
根据本公开的一个方面，提供一种矿用5G基站射频能量损耗优化方法，其特征在于，包括以下步骤：选择同轴电缆型号，获得衰减系数和直径比参数；根据巷道情况确定同轴电缆安装弯折后呈现的长度与弯折角度之间的几何关系；并且基于失配系数与角度之间的关系确定衰减最弱时的弯折角度和长度，其中，矿用5G通信的天线和基站在巷道中的安装与实现连接的同轴电缆之间的几何关系为等腰三角形，该等腰三角形相等的两条边的长度为所述同轴电缆长度的一半，并且所述等腰三角形的顶角为所述同轴电缆的弯折角度。
在本公开的一个实施例中，所述失配系数代表所述同轴电缆弯折所导致的适配程度，并且用公式表示为η＝ln(A sinα)/ln A，其中A为所述同轴电缆的外导体半径与内导体半径的比值，并且α为所述同轴电缆的所述弯折角度的一半。
在本公开的一个实施例中，选定的同轴电缆的外导体半径为7.5mm，内导体半径为2.25mm，并且特征阻抗为50Ω。
在本公开的一个实施例中，所述同轴电缆的长度与弯折角度之间的几何关系为三角函数关系。
在本公开的一个实施例中，在5G通信频段，所述同轴电缆的固有衰减忽略不计，仅针对阻抗失配引起的衰减来计算能量损耗。
在本公开的一个实施例中，所述同轴电缆的衰减系数由下面的公式计算：
其中，σ和μ为导体材料的电导率和磁导率，ra和rb分别为内外导体的半径，f表示所述同轴电缆的工作频率，ε为介电常数，并且σ为导体电导率。
在本公开的一个实施例中，所述同轴电缆的弯折程度越大，由阻抗失配引起的衰减程度也随之加深。
根据本公开的方法实施例，在安装时以固定角度整理馈线，在此角度下馈线将能够以最小阻抗失配损耗满足基站和天线安装条件，从而提高5G基站射频能量的发射效率，提高5G基站的覆盖距离，降低5G基站的布设数量，降低建设成本。
根据本公开的第二方面，提供一种矿用5G基站射频能量损耗优化装置，其特征在于，包括以下模块：同轴电缆选择模块，用于选择同轴电缆的型号，获得衰减系数和直径比参数；几何关系确定模块，用于根据巷道情况确定同轴电缆安装弯折后呈现的长度与弯折角度之间的几何关系；以及弯折角度和长度确定模块，用于基于失配系数与角度之间的关系确定衰减最弱时的弯折角度和长度，其中，矿用5G通信的天线和基站在巷道中的安装与实现连接的同轴电缆之间的几何关系为等腰三角形，该等腰三角形相等的两条边的长度为所述同轴电缆长度的一半，并且所述等腰三角形的顶角为所述同轴电缆的弯折角度。
在本公开的实施例中，所述失配系数代表所述同轴电缆弯折所导致的适配程度，并且用公式表示为η＝ln(A sinα)/lnA ，其中A为所述同轴电缆的外导体半径与内导体半径的比值，并且α为所述同轴电缆的所述弯折角度的一半。
在本公开的实施例中，所述同轴电缆的衰减系数由下面的公式计算：
其中，σ和μ为导体材料的电导率和磁导率，ra和rb分别为内外导体的半径，f表示所述同轴电缆的工作频率，ε为介电常数，并且σ为导体电导率。
根据本公开的装置，在安装时以固定角度整理馈线，在此角度下馈线将能够以最小阻抗失配损耗满足基站和天线安装条件，从而提高5G基站射频能量的发射效率，提高5G基站的覆盖距离，降低5G基站的布设数量，降低建设成本。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理，并不构成对本公开的不当限定。
图1是根据一示例性实施例示出的用于矿用5G通信基站射频能量损耗优化方法的流程图。
图2是根据一示例性实施例示出的巷道实际情况示意图。
图3是根据一示例性实施例的同轴电缆弯折成角度后的外导体半径变化示意图。
图4是根据一示例性实施例的失配系数与弯折角度变化关系的曲线图。
图5是根据一示例性实施例示出的用于矿用5G通信基站射频能量损耗优化装置的方框图。
具体实施方式
为了使本领域普通人员更好地理解本公开的技术方案，下面将结合附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
为了解决上述问题，本公开提出一种矿用5G通道基站射频能量损耗优化方法，包括以下步骤：选择同轴电缆型号，获得衰减系数和直径比参数；根据巷道情况确定同轴电缆安装弯折后呈现的长度与弯折角度之间的几何关系；基于失配系数与弯折角度之间的关系确定衰减最弱时的弯折角度和所述同轴电缆的长度，其中，矿用5G通信的天线和基站在巷道中的安装与实现连接的同轴电缆之间的几何关系为等腰三角形，该等腰三角形相等的两条边的长度为所述同轴电缆长度的一半，并且所述等腰三角形的顶角为所述同轴电缆的弯折角度。根据本公开的方法，通过确定在矿上巷道中同轴电缆的布置长度和弯折角度，能够优化5G通信基站的射频能量损耗。
通常，同轴电缆内部均使用线性各向同性均匀介质，内外导体及绝缘层在沿线缆方向性质保持一致，因此在研究时采用集总参数模型进行等效计算。根据基尔霍夫第一定律、第二定律并对等号两边求导可以得到
上述方程组即为同轴电缆的传输线方程。对传输线方程求一阶导数可得到电路的波动方程，由波动方程的系数可得到
其中R、G、L、C分别为电缆的等效电阻、等效电导、等效电感和等效电容，称为电缆的一次参数。Zc和γ分别为电缆的传播常数和特征阻抗，称为电缆的二次参数，它表征了电缆的传输特性。
在本公开的示例中，下面针对同轴电缆对信号的损耗进行探讨
同轴电缆对信号的损耗分为固有衰减和阻抗失配衰减
在一个实施例中，进一步推导上面的式(1)式可得到衰减系数
煤矿井下实际中对于同轴电缆而言，传输信号一般为无线通信频段的信号，此类信号频率范围均在3MHz以上，属于高频信号，在这种情况下有ωL＜＜R，ωC＜＜G，因此特征阻抗和衰减系数可近似为：
对于一般的同轴电缆，在不弯折且无破损的情况下，其特征阻抗为一定值，由式(6) 可见，衰减系数只和电缆的等效电阻R与绝缘电导G有关，且此二者互不关联，互不影响。
同轴电缆的等效电阻只与电缆内、外导体有关，同时对于高频信号导体内趋肤效应和内外导体之间的临近效应必须考虑，因此同轴电缆的等效电阻由本身材料、结构参数决定，同时也是频率的函数。式(7)为等效电阻的一般表达式，式中σ和μ为导体材料的电导率和磁导率，ra和rb分别为内外导体的半径。
同轴电缆的等效电导是电缆中绝缘介质层被极化产生的，其同样与电缆结构和绝缘介质材料有关，也是频率的函数。极化后的绝缘介质层将在材料内电偶极子的运动中产生热损耗并逸散，削减传输信号的能量。
由此可见，同轴电缆的衰减系数由电缆内部材料、内外导体的半径和频率有关。使用同一款同轴电缆进行信号传输时，半径较大的粗电缆将产生比细电缆更小的固有损耗。与此同时，随着所加载信号频率的减小，由电缆中导体的趋肤效应所导致的损耗也将逐渐减小。通过工程方法对这类固有损耗进行补偿难度较大，可根据实际应用场景对电缆参数进行相应的选择调整以减小固有损耗。
在一个实施例中，阻抗匹配是指传输线的特征阻抗和信号源或负载的等效阻抗大小相等、相位相同的一种状态，是传输线和负载之间的一种合理匹配方式。当传输线的特征阻抗与负载等效电阻不相等时，会引起阻抗失配现象。阻抗失配会削弱传输线的信号传输效率，造成传输能量的损耗，对于高频信号，还有可能因信号反射叠加造成失真，影响设备的正常工作。在实际使用中，同轴电缆的阻抗失配一般基于两点因素：挤压变形和切割损伤。尖锐物品割伤同轴电缆产生的影响与受损结构层有关，只有屏蔽层及其内部结构受损才会产生实质性影响。并且在煤矿井下环境中，针对5G基站使用的同轴电缆受切割损伤的概率较低，因此本公开着重讨论同轴电缆弯折导致的挤压变形所造成的阻抗失配。
图1示出了根据一示例性实施例示出的矿用5G通道基站射频能量损耗优化方法。
在步骤S101，选择同轴电缆型号，获得衰减系数和直径比参数。
在实际应用中，同轴电缆的固有损耗通常是不变的，根据实际应用场景，可以根据对固有损耗的要求来选择电缆，选定的电缆包括内导体半径、外导体半径、导体电导率、介电常数、磁导率、特征阻抗和介质角正切等基本参数。
在步骤S102，根据巷道情况确定同轴电缆安装弯折后呈现的长度与弯折角度之间的几何关系。
在本公开的示例中，通常情况下，基站天线面板应与井下地面垂直，天线的馈线口正对地面。综合考虑巷道内人员行走、运输、设备安装、信号发射与接收等情况，天线安装的最佳位置位于距巷帮0.01m，高度为巷道高度2/5处。以实际安装的巷道为例，巷道高度为5m，天线最佳安装高度为2m。为保证安装后不影响巷道内部行人及行车，基站安装高度定为1.8m，此时同轴电缆安装弯折2α后所呈的几何关系如图2所示。
在步骤S103，基于失配系数与弯折角度之间的关系确定衰减最弱时的弯折角度。
根据本公开的示例，同轴电缆的弯折角度与外导体半径变化之间的关系为三角关系。基于这样的三角关系以及同轴电缆的衰减系数计算公式，可以得出同轴电缆的失配系数与弯折角度之间的关系。在确定了失配系数与弯折角度之后，确定同轴电缆衰减最弱时的弯折角度。
在步骤S104，基于确定的弯折角度，基于在步骤S102中确定的几何关系确定所述同轴电缆的长度。
根据本公开的一个实施例，图2示出了弯折前后同轴电缆的截面。内导体主要材质为刚性较强的铜线，在弯折后其形变较小，故其截面仍可看作一个半径为ra的圆(图1-(b))。而外导体屏蔽层和绝缘层由于材质较软，在外力作用下能发生明显形变，其截面将挤压成一个椭圆(图1-(b))。从图中可以看到，受挤压作用影响，沿椭圆短半轴方向上内外导体之间更加紧密，这使得沿短半轴方向电场强度和磁感应强度变大，同轴电缆的电气参数将由短半轴方向的各项参数主导。我们忽略挤压作用引起的长半轴长的增量，认为绝缘层长半轴长仍为外导体半径rb，而短半轴长减小为rb’。假设同轴电缆以角度2α被弯折，弯折前后短半轴变化如图1-(c)所示。根据三角形关系易知短半轴长rb’＝rb sinα。
弯折前后同轴电缆等效电容根据圆柱形电容计算公式可得
而等效电感等于内导体和外导体的内外电感之和
分别将弯折后内导体半径和短半轴长代入式(9)、(10)，设rb/ra＝A，结合式(5) 可以求出弯折后同轴电缆的特征阻抗为
由式(11)可见，在同轴电缆使用过程中，若发生弯折将不可避免地造成特征阻抗的变化。随着特征阻抗因弯折而减小，同轴电缆与负载之间的等效阻抗大小不相等，将引起不同程度的阻抗失配。失配的程度是弯折后同轴电缆所成角度的函数，定义η＝ln(A sinα)/ln A为失配系数，则可以通过计算失配系数定量描述同轴电缆弯折所导致的失配程度。根据上面的式(6)可知，由于等效电导G值小，衰减系数与特征阻抗呈反比关系，即，α约等于R/2Zc。因此，在阻抗失配情况下，α’约等于R/2Zc’，等于a/η。由此，对于长度为l的同轴电缆，其衰减量为
y＝α’*l＝1.01*l/η (式12)。
根据本公开的实施例，下面针对矿用5G综合基站所使用的同轴电缆的衰减进行分析。我们使用MSYV-50-7作为连接基站和天线的同轴电缆，该型号电缆的结构参数如表1所示。
表1 MSYV-50-7同轴电缆的结构参数
考虑同轴电缆的固有衰减，我们井下采用3.5GHz的5G频段(电信频段)，注意到代入式(8)所求得的等效电导数量级约为10-4S，其所代表的电缆中绝缘介质层极化的程度很弱，故忽略其产生的固有衰减。那么根据式(5)、(6)可以求出MSYV-50-7型同轴电缆对3.5GHz的5G频段信号的固有衰减约为1.01dB/m。
另一方面，井下基站和天线的布置受制于场地空间限制和天线的朝向，需要对同轴电缆进行弯折处理。我们所讨论的情况中，A＝rb/ra＝3.33，根据式(11)，弯折后失配系数为η＝ln(3.33sinα)/1.20。失配系数随弯折角度的变化关系如图4所示。
在图4中，横轴代表弯折角度的一半，即，α，数值为角度折合为与π＝3.14对应的值。例如，取当弯折角度为180°(不弯折)时，弯折角度的一半(90°)对应的值为3.14/2＝1.57，以此类推。纵轴代表失配系数。从图4中可以看出，当弯折弯折角度为180°(不弯折)时，失配系数为1，即理论上能够达到100％匹配。随着弯折角度从180°逐渐较小，即，随着同轴电缆的弯折程度越来越深，失配系数逐渐降低。二者之间的关系呈类似线性的变化。
根据本公开的示例，弯折角度/2在30°-90°之间时，失配系数近似呈线性下降。弯折程度越大，由阻抗失配引起的衰减程度也随之加深。目前井下安装基站和天线通常以90°或120°将同轴电缆弯折，根据式(11)可以分别求得弯折后同轴电缆的特征阻抗和衰减系数为：弯折90°时，特征阻抗Z′C＝35.85Ω，衰减系数η＝71.7％；弯折120°时，特征阻抗Z′C＝44.05Ω，衰减系数η＝88.1％。
同轴电缆的固有衰减属于传输线的内禀属性，在实际中只能尽量通过使用较短的同轴电缆来减少此类损耗。而传输线的阻抗失配在一般工程上可以通过在负载端之前增加传输线变压器，从而将阻抗相匹配。但是传输线变压器通常具有固定的型号和参数，对于特征阻抗随同轴电缆弯折程度的变化而浮动的情况响应较慢，并且传输变压器多针对同轴电缆和负载特征阻抗相差很大的情况而设计，在减小因馈线受挤压或弯折情况造成的阻抗失配问题上功能较为受限。传输变压器的磁芯也有最佳工作频段，当传输信号的频率改变时，还需要根据实际传输情况更换传输变压器，否则还有可能造成磁芯损耗，导致传输效率下降。因此，我们选择在安装时以固定角度整理馈线，在此角度下馈线将能够以最小阻抗失配损耗满足基站和天线安装条件。
通常情况下，基站天线面板应与井下地面垂直，天线的馈线口正对地面。综合考虑巷道内人员行走、运输、设备安装、信号发射与接收等情况，天线安装的最佳位置位于距巷帮0.01m，高度为巷道高度2/5处。以我们实际安装的巷道为例，巷道高度为5m，天线最佳安装高度为2m。为保证安装后不影响巷道内部行人及行车，基站安装高度定为1.8m，那么同轴电缆安装弯折2α后所呈的几何关系如图2所示(实线为同轴电缆，虚线表示三角形几何关系)。假设同轴电缆的导线长度为l，由图2可以得到三角形关系： l*cos[π/2-(π-2α)]＝0.2。将该三角关系代入上面的式(12)并对公式两边求导，可以计算得到衰减最弱的情况所对应的弯折角度，2α＝156°，此时将计算得到的弯折角度代入三角形关系l*cos[π/2-(π-2α)]＝0.2中可以得到对应的同轴电缆长度l为1m。
因此，综合考虑实际情况，我们可以将1m长的馈线弯曲呈弧形，使两段同轴电缆的切线成150°角，此时可以最大限度的满足设备安装要求，并且将损耗降至最小。
根据本公开的方法，通过确定在矿上巷道中同轴电缆的布置长度和弯折角度，能够优化5G通信基站的射频能量损耗。
为了实现上述实施例，本公开还提出一种矿用5G基站射频能量损耗优化装置。参照图5，在本公开的实施例中，同轴电缆选择模块510用于选择同轴电缆的型号，获得衰减系数和直径比参数。几何关系确定模块520用于根据巷道情况确定同轴电缆安装弯折后呈现的长度与弯折角度之间的几何关系。弯折角度和长度确定模块530用于基于失配系数与角度之间的关系确定衰减最弱时的弯折角度和长度，其中，矿用5G通信的天线和基站在巷道中的安装与实现连接的同轴电缆之间的几何关系为等腰三角形，该等腰三角形相等的两条边的长度为所述同轴电缆长度的一半，并且所述等腰三角形的顶角为所述同轴电缆的弯折角度。
需要说明的是，前述对矿用5G通信基站射频能量损耗优化方法实施例的解释说明也适用于该实施例的矿用5G通信基站射频能量损耗优化装置实施例，此处不再赘述。
根据本公开的装置，通过确定在矿上巷道中同轴电缆的布置长度和弯折角度，能够优化5G通信基站的射频能量损耗。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
在本公开的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本公开中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实时或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任意一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本公开中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种矿用5G基站射频能量损耗优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
选择同轴电缆型号，获得衰减系数和直径比参数；
根据巷道情况确定同轴电缆安装弯折后呈现的长度与弯折角度之间的几何关系；并且
基于失配系数与角度之间的关系确定衰减最弱时的弯折角度和长度，
其中，矿用5G通信的天线和基站在巷道中的安装与实现连接的同轴电缆之间的几何关系为等腰三角形，该等腰三角形相等的两条边的长度为所述同轴电缆长度的一半，并且所述等腰三角形的顶角为所述同轴电缆的弯折角度。
2.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述失配系数代表所述同轴电缆弯折所导致的适配程度，并且用公式表示为η＝ln(A sinα)/ln A，其中A为所述同轴电缆的外导体半径与内导体半径的比值，并且α为所述同轴电缆的所述弯折角度的一半。
3.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，选定的同轴电缆的外导体半径为7.5mm，内导体半径为2.25mm，并且特征阻抗为50Ω。
4.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述同轴电缆的长度与弯折角度之间的几何关系为三角函数关系。
5.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，在5G通信频段，所述同轴电缆的固有衰减忽略不计，仅针对阻抗失配引起的衰减来计算能量损耗。
6.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述同轴电缆的衰减系数由下面的公式计算：
其中，σ和μ为导体材料的电导率和磁导率，ra和rb分别为内外导体的半径，f表示所述同轴电缆的工作频率，ε为介电常数，并且σ为导体电导率。
7.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述同轴电缆的弯折程度越大，由阻抗失配引起的衰减程度也随之加深。
8.一种矿用5G基站射频能量损耗优化装置，其特征在于，包括以下模块：
同轴电缆选择模块，用于选择同轴电缆的型号，获得衰减系数和直径比参数；
几何关系确定模块，用于根据巷道情况确定同轴电缆安装弯折后呈现的长度与弯折角度之间的几何关系；以及
弯折角度和长度确定模块，用于基于失配系数与角度之间的关系确定衰减最弱时的弯折角度和长度，
其中，矿用5G通信的天线和基站在巷道中的安装与实现连接的同轴电缆之间的几何关系为等腰三角形，该等腰三角形相等的两条边的长度为所述同轴电缆长度的一半，并且所述等腰三角形的顶角为所述同轴电缆的弯折角度。
9.根据权利要求8所述的优化装置，其特征在于，所述失配系数代表所述同轴电缆弯折所导致的适配程度，并且用公式表示为η＝ln(A sinα)/lnA，其中A为所述同轴电缆的外导体半径与内导体半径的比值，并且α为所述同轴电缆的所述弯折角度的一半。
10.根据权利要求8所述的优化装置，其特征在于，所述同轴电缆的衰减系数由下面的公式计算：
其中，σ和μ为导体材料的电导率和磁导率，ra和rb分别为内外导体的半径，f表示所述同轴电缆的工作频率，ε为介电常数，并且σ为导体电导率。
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