无线传感器网络是当前国际上备受关注、多学科高度交叉的一个前沿热点研究领域，其综合了传感器、嵌入式计算、网络与通信技术，具有成本低、布置灵活、维护方便等优点，在现代矿井智能化监测系统中得到了越来越广泛的应用。金属矿井井下环境特殊，巷道交错联通、空间狭小、倾斜有拐弯、巷道表面粗糙等，因此，井下无线通信监测系统不同于地面，要求井下监测通信设备具有体积小、强的抗衰落能力与抗干扰能力等特点。超宽带（Ultra Wideband，简称UWB）是近年来发展非常迅猛的一种新兴无线通信技术，它拥有强的抗多径能力与干扰能力、数据传输速率高、系统复杂度低等优点，对进行金属矿井这种特殊环境下的无线通信具有独特的优势。江西省金属矿藏丰富，钨矿和铜矿等资源位居国内前列，本文结合地方资源优势，开展超宽带无线传感器网络在矿井下的应用研究工作，具体内容如下：（1）在研究超宽带信号调制技术、超宽带无线传输系统基础上，给出了超宽带无线传感器网络系统框架，阐述了各部分的功能与实现方式，并对超宽带无线传感器网络的路由技术与媒体访问控制（Media Access Control，简称MAC）协议进行研究，提出了适合金属矿井超宽带无线传感器网络的路由技术与MAC协议。（2）在比较超宽带通信系统两种常见技术方案基础上，研究了超宽带通信系统脉冲波形的特征，给出了适合金属矿井这一应用环境的超宽带通信系统方案与脉冲波形。（3）金属矿井井下环境与地面广阔空间有很大的不同，井下有多种因素影响电磁波的传输，在研究井下电磁波传输的固有损耗与附加损耗基础上，建立了金属矿井超宽带路径损耗模型，预测超宽带信号在金属矿井下传输过程中的路径损耗。（4）利用三极管的雪崩效应来产生近似一阶高斯超宽带脉冲信号，采用射极跟随器来检测超宽带脉冲信号，天线设计采用超宽带微带贴片天线来提高井下超宽带信号辐射的全向性。通过仿真分析，设计出满足金属矿井这一应用环境的超宽带脉冲信号产生电路、超宽带脉冲信号检测电路以及超宽带微带贴片天线，最后提出了超宽带无线收发系统的设计方案。综上所述，论文将理论研究与仿真分析相结合对超宽带无线传感器网络在金属矿井环境监测中应用进行了深入研究，探讨了超宽带无线通信技术在金属矿井下应用的可行性。