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2021 年6 月,国家发展和改革委员会、国家能源局等四部委联合编制《能源领域5G应用实施方案》,要求大力推进煤矿5G通信系统建设。随着煤矿智能化建设的不断推进,煤矿对5G技术的应用需求日益增加,煤矿5G通信技术需要通过基站进行数据传输、信息交互或场景感知(图1)。电磁波是携带能量的载体,在煤矿井下瓦斯煤尘爆炸性环境中传播时,当电磁能以某种方式释放出来的能量大于瓦斯最小点燃能量时,存在引发瓦斯爆炸的风险,由此带来安全隐患。因此,如何解决防爆安全和使用性能之间的矛盾一直是煤矿井下大功率无线发射设备研究的热点和难点。