地下磁感应通信阵列天线传播特性分析

针对地下磁感应通信系统中单个磁性天线路径损耗大、通信效率低、传输距离短的问题,研究了双线圈天线与3D天线两种协同式天线的电磁传播特性.基于Matlab对根据天线数学模型得到的磁感应强度进行了仿真和分析,并将两种天线的传输性能与单一磁性天线进行了比较.研究表明,两种天线的磁场强度都有很大提高,并具有方向性和对称性,双线圈...     

超低频机械天线通信模型及信号接收线圈研究

机械天线作为超低频通信技术,是当今国际瞩目的一个新兴研究领域,在远距离通信、水下通信等方面具有广泛的应用前景.为实现小型化和低功耗的超低频机械天线,提出旋转偶极子式机械天线结构和通信模型.针对提出的通信拓扑结构及通信信号辐射强度,研制三轴正交线圈作为信号接收单元.提出基于线圈热噪声电压与感应电压比值的灵敏度归一化表征方法.并对研制线圈的灵敏度及工况进行实验.实验结果表明:灵敏度理论模型可用于高灵敏度线圈设计,研制的空芯线圈可用于机械天线信号接收;铁制品的存在对线圈接收性能有影响.该实验研究为超低频机械天线接收线圈的优化设计提供理论参考.     

磁性天线接收机灵敏度的测量

使用磁性天线的接收机的灵敏度可用接收机输出功率为一确定值时接收天线所在位置电磁场强度的数值来表示.因此,在测量这种天线的灵敏度时可采用高频信号发生器XFG-7和框形天线组成的标准电磁     

无线磁感应透地通信传输距离分析

无线磁感应透地通信通过准静态磁场耦合的方式实现信息传输,可以有效解决传统电磁波透地通信中信道不稳定、传输距离近、天线尺寸大等问题.建立了磁感应透地通信模型,分析了磁感应透地通信中产生的磁场在不同方向上的衰减规律,以及发射天线主要参数、接收机的位置、接收机传感器灵敏度、大地磁导率对透地传输距离的影响,得到了透地传输距离关...     

甚低频信号全向接收方法研究

本文基于机动载体广泛使用的磁性天性存在可靠接收甚低频信号的难题,分析了磁性天线的方向特性,提出了甚低频信号全向接收方法。该方法是对两副正交安装的磁性天线中的一副天线接收信号进行移相,然后与另一副天线接收信号进行合成作为收信机输入,合成信号与信号来波方向无关,实现了甚低频信号全向接收。使用该方法进行甚低频收信时,对机动载体运动方向无任何限制,不影响机动载体的机动能力和其它任务的执行。     

稀疏多径下基于PASR的涡旋电磁波传输特性

涡旋波束的中空发散特性,导致其远距离传输下接收困难。且传输信道中的多径效应会造成涡旋波束的相位畸变和模态间干扰问题,影响涡旋电磁波信号的传输质量。针对上述问题,建立了基于部分孔径取样接收方案的稀疏多径涡旋电磁波无线传输模型,分析了多径数目、天线阵列数目、传输距离、信噪比等参数对部分接收涡旋通信系统传输性能的影响。仿真结果表明：随着传输距离不断增大,基于部分孔径取样接收的涡旋系统与基于完整孔径取样接收的涡旋系统信道容量间的相对差异越来越小,由此证明了在稀疏多径环境中,部分孔径取样接收涡旋通信系统的可行性。     

有问有答

刘中平、季树林、杜亚伯、朱产文、李玉成、陈寿芳、李玉桐、李显生、秦子孝、于人伟问:请介绍160-A收音机改装磁性天线的方法. 答:磁性天线的性能相等于旧式空心环状天线,但体积很小,使用方便.在灵敏度方面,和一般无磁性天线的收音机相比,则和在天线输入回路上加接室内天线的效果相近,比加接室外天线要差些.但由于磁性天线有方向性特点,因此可以适当选择电台的方向,     

改善系统中断速率的一种新虚拟接收天线方案

在发射分集系统中,使用虚接收天线技术将时间分集转化为虚接收天线分集,以提高信道的秩,可以有效提高系统中断速率,这十分适用于某些需要能够在较低的中断概率下以一定的传输速率进行通信的系统。已有的研究是将同样的数据在两个时隙内重复发送以形成虚接收天线,而这使得传输效率下降了一半。为改善性能,提出了一种新的虚接收天线方案,不再简单地重复发送,而用一个时隙发送前两个时隙数据的和,从而提高传输效率。分析和仿真表明,新方案可以提供与重复发送方案相同的分集阶数,而且相对于重复发送方案,新方案可以更有效地提高系统中断速率,并且遍历容量也相应提高。     

机载激光通信链路的传输信道及性能分析

对于机载激光通信的传输信道,分析了大气信道中的衰减、光强闪烁、光束漂移及气动光学效应等复合效应,并推导了接收光束尺寸、链路中断概率和误码率等传输性能。仿真分析表明：一方面,接收光束尺寸受光束漂移及气动光学效应的影响而增大,且在低空条件下的光束尺寸主要受到大气湍流的影响而导致其大于高空条件的;另一方面,长距离的机载激光通信链路需考虑光束漂移的影响,并可通过优化发射光束大小进行抑制。     

试验天线对雷达罩传输效率的影响及分析

在雷达罩电性能测试过程中,需要用到试验天线,试验天线的类型、极化方式和口径尺寸对雷达罩电性能测试结果有一定影响。文中对试验天线口径尺寸对雷达罩传输效率的影响程度进行了仿真计算,通过对比测试验证了仿真计算的正确性。计算和测试结果表明:当试验天线与装机天线口径尺寸差别不大时,试验天线口径尺寸对传输效率的影响较小。在工程实践中,当无法得到装机天线时,可以用类型相同、极化方式相同、口径相近的天线作为试验天线,以完成传输效率的测试。     

Ultra-Wideband Electrostrictive Mechanical Antenna

Mechanical antennas based on piezoelectric materials can effectively reduce the size of long wave antennas down to 1/1000 of the wavelength (from km scale to mm level). However, the narrow bandwidth and weak field intensity seriously restrict its practical applications in transmission distance and channel capacity. Here, a mechanical antenna-based electrostrictive effect of relaxor ferroelectric ceramic (PMN-PT) is proposed to improve radiation capacity and achieve ultra-wideband characteristics (10 kHz–1 MHz). Due to the ultra-high dielectric constant at working temperature and the relationship between the strain and applied field intensity, the proposed antenna gets rid of the dependence on the poled materials and exhibits excellent communication properties beyond traditional mechanical antennas, which are experimentally demonstrated by a practical wireless communication system. Only using a single proposed mechanical antenna with 8 mm diameter and 3 mm thickness, the effective communication with a transmission distance of 200 m can be realized. This design offers a promising way of constructing mechanical antennas for long-wave communication.     

磁天线参数设计及实现方案

磁天线尺寸小,灵敏度高,不易受电力线干扰和沉积静电的影响,尤其在水中等特殊环境中,磁天线的优势更加明显。磁天线结构简单,基于法拉第电磁感应定律的工作原理,磁力线通过天线绕环时,会在环上感应出电压,天线的谐振频率主要由环路的电感和电容决定。磁芯磁性材料的磁导率、长度及粗细,绕制线圈的线型、匝数和绕制方式等是决定磁天线接收特性及性能的主要因素。同时,设计中必须保证磁天线的阻抗匹配,才能使得天线感应到的信号电压最大功率的被输出。根据磁天线的基本原理,研究了磁天线的结构特性、关键参数选取和基本的设计思路。     

用于光无线局域网的通信系统设计

主要针对在点对点的光无线通信系统基础上组建而成的光无线局域网,具体描述了应用于光无线局域网的光无线通信系统的组成和原理,主要包括通信系统的光源的选择、发射电路的设计、接收光电二极管的选择、接收电路的设计以及发射和接收天线的选择。这种设计具有可靠性、数据传输速率高、成本低、抗电磁干扰能力和抗衰弱能力强、带宽高、器件尺寸小等优点。     

基于旋转永磁体的低频通信技术研究

旋转永磁体天线作为一种新型低频磁天线,克服了传统低频线圈体积大、功耗高、效率低的缺点,主要应用于近场低频磁通信中。该文利用FEKO分析了天线近区磁场随方向的变化规律,探究了近场范围内无限大地面对天线近区磁场分布的影响,结果表明:天线在其径向辐射强度最大,在其轴向辐射强度最小。并且在较近的通信距离范围内,地面对磁场信号的影响较小。分析了转动惯量和磁矩之间的关系,对永磁体结构参数进行了优化,研制了两款样机,并对优化前后的旋转永磁体天线功耗进行测试,实验结果表明:在质量大30 g的情况下,优化后的永磁体天线比优化前的天线平均功耗低5.5 W左右。利用直接天线调制方式磁场的2FSK调制,通过非相干解调恢复码元信息,测试结果表明:复杂电磁环境下,优化后的永磁体天线可以在20 m范围内实现码元速率为3.5 bps的超低频通信。     

小尺寸多层平面式螺旋天线的仿真设计

本文介绍了一种小尺寸多层平面式螺旋天线,通过近场耦合实现在频率范围10～300MHz之间的短距离数据通信。这种平面式结构采用PCB工艺,通过圆形螺旋绕组,由过孔连通每层线圈,并将不同螺旋圈数、不同层间距、收发天线之间不同距离等对天线特性的影响进行仿真研究。仿真结果表明,随着天线圈数的增加,天线的谐振频率减小,电场减弱,而磁场增强。     

Optimized planar printed UCA configurations for OAM waves and the associated OAM mode content at the receiver

Utilization of planar printed uniform circular antenna arrays (UCA) to generate the orbital angular momentum (OAM) carrying waves in the millimeter-wave (mmWave) frequency band is advantageous from the viewpoints of easy signal modulation and mode reconfiguration, low cost, low profile, and straightforward integration with the existing broadband wireless infrastructure. The OAM mmWave UCA are highly promising as the enablers of very high transmission data rates required by hybrid 5G/6G optical and wireless communication systems by complementing and enhancing other technologies currently in use. Therefore, we here contribute a detailed electromagnetic analysis of important constraints of such antenna arrangements aimed at short-range multimode OAM wave transmission. We investigate (i) the required antenna array dimensions and optimized UCA arrangements for a particular link range and (ii) the corresponding mode structure of OAM waves in the plane of receiving arrays. Four relatively simple antenna configurations operating in the 60-GHz band are compared. Theoretical assumptions based on ideal OAM modes are critically assessed and, using state-of-the-art numerical electromagnetic analysis, compared to realistically generated OAM waves. The proposed “cyclic transmission setup” resulted in much lower unwanted field components in the region of receiving arrays. RMS magnitudes of unwanted modes are on average about 64% of the received mode, in comparison with 80% (up to 94%) for sequential transmission. The observed mode impurities and mode mixing effects at the receiver indicate the need to dedicate more attention to the system-level design, the development of efficient receiving arrays, the MIMO processing, and the stream separation.     

复合加载平面螺旋天线的设计

介绍了一种复合加栽的背腔式平面螺旋天线。通过宽带天线加载减小传输段长度,锯齿加载增加螺旋曲线辐射段有效长度,降低腔体高度等方法,对背腔式平面螺旋天线各参数进行综合优化设计,实现了一种小型化、宽频带、复合加载平面螺旋天线。测量结果显示天线在带宽为5：1频率范围内保持了良好的辐射特性。     

终端近场通信天线研究北大核心CSCD

近场通信(NFC)已成为无线终端的标配功能,工作范围小、抗干扰性和安全性较高的特性使其被广泛应用于终端的移动支付和虚拟卡片等领域。由于近场天线产生的感应磁场会在临近的金属上耦合出反向涡流,并且金属屏蔽物覆盖会降低收发天线间的磁场耦合,紧凑终端中的电池、主板、外壳等金属元件将大幅影响NFC天线性能。本文从近场通信的历史、标准、系统结构出发,以终端NFC天线工作环境中的金属覆盖情况作为分类依据,对终端近场通信天线的研究进展进行了简要介绍。