一款2.4GHz～2.5GHz的RF能量收集系统设计

近年来,为了达到控制环境的目的,无线传感器网络迅速兴起,但传感器节点的生命周期对电池容量有很大的依赖性。为解决无线传感器不可持续性供电的问题,设计一款收集环境频率在2.4GHz～2.5GHz的能量采集系统,主要由微带天线、阻抗匹配电路、四倍压整流电路组成。微带天线的设计采用天线阵列,提高了天线捕捉能量的灵敏度,天线打样样品实际测量在2.4GHz～2.5GHz整个频段内S11均小于-10dB。阻抗匹配电路设计简单,阻抗匹配电路ADS仿真在2.4GHz～2.5GHz整个频段内S11均小于-10dB。四倍压整流电路提高了RF-DC的转换效率,能使电压放大四倍输出。实验结果表明,2.4GHz～2.5GHz的RF能量收集系统达到了设计要求,可以有效收集环境中2.4GHz～2.5GHz频率内的能量,系统输出直流电压最大可达1.628V。     

一种双频段圆极化移动导航终端天线的设计

给出了一款应用于北斗导航卫星系统(CNSS)B1频段/S频段的双频圆极化缝隙天线的设计方法。该天线采用微带线进行馈电,在地板上开有两个方形螺旋槽,其总槽长度大约均为一个自由空间操作波长。通过调节螺旋槽的终点处的长度即可获得最适宜的轴比,从而实现圆极化。另外,还可以通过调节螺旋槽的宽度来获得较大的轴比带宽。在地板中央切去一个圆环形槽可增大感应电流的路径,从而降低圆极化的中心频率。通过仿真软件HFSS对天线结构参数进行优化设计,并制作实物。其仿真及实测结果表明:回波损耗小于-10 dB的阻抗带宽为38.5%,且在阻抗带宽内天线的相对轴比带宽也达到了大约5%。     

一种433MHz小型化螺旋形印刷天线的设计

采用微带线在介质基片上模仿螺旋天线的走线形式,设计了一种433 MHz小型化螺旋形印刷天线,减小了天线的结构尺寸。采用仿真软件HFSS对天线的主要结构参数进行分析和优化,推导出了天线的最佳结构参数,并通过加载无源集总元件的方法改进了天线的阻抗性能。对回波损耗、增益进行了研究,结果表明:S(1,1)<-10 dB的有效带宽为3.4 MHz(431.5 MHz~434.9 MHz),在433 MHz谐振频点处的S11为-24 dB,有效增益为-4.14 dB。     

一种矿用定向天线设计

设计了一款适用于巷道类狭长受限空间的双臂平面螺旋天线。该天线由4条等角螺旋线构造的2个对称的螺悬臂组成。与传统的全向天线相比,该天线辐射的定向波束可减少无线电波在巷道壁上的反射损耗,圆极化特性可有效减弱巷道内多径效应的影响,双向辐射特性可提高辐射效率。仿真结果表明,工作在2.4GHz频段时,5圈双臂平面螺旋天线的3dB半功率波瓣宽度大于60°,增益大于4dB;10圈双臂平面螺旋天线的3dB半功率波瓣宽度为120°,增益大于6dB。     

一种适用于航空货运的双频RFID标签天线设计

为满足在航空货物运输中射频识别(RFID)标签双频段工作的需要,文章提出了一种基于缝隙耦合结构的偶极子天线。所设计的天线满足-10dB回波损耗带宽在ISO18000-6频段是840MHz到940MHz(11%),在ISO18000-4频段是2.26GHz到2.56GHz(12%)。回波损耗的仿真结果和实际测量结构吻合良好。工作在900MHz和2.45GHz时能获得较好的方向图。     

新型锯齿结构微带天线在整流天线中的应用

提出了一种新型带有V形锯齿结构的圆形微带天线,相比于传统的圆形微带天线,该结构微带天线在2GHz的S11值能够达到-26.9dB,二次谐波S11值能够达到-0.2 dB,三次谐波S11值能够达到-3 dB。由于这种良好的抑制高次谐波的作用,在组成整流天线时,可以省掉结构复杂、体积较大的滤波器。并且采用这种结构的天线,具有采用分形技术设计微带天线所获得的缩小天线尺寸的效果。对由该结构组成的整流天线进行仿真和实验测试,获得了超过2.7 V的DC电压,证明了其应用到整流天线中的可行性。     

基于高频结构仿真器和神经网络的双面双频宽带偶极子天线设计

为了快速地设计一款应用于无线局域网络(WLAN)的双面结构的具有双频段、宽频带、小型化特性的偶极子天线,将偶极子贴片分别放置于介质基板的两侧,并采用微带巴伦线馈电的方式,以实现更好的宽带匹配。在偶极子的两臂分别开槽,实现小型双频特性,以满足WLAN的2.45GHz和5.49GHz的双频要求。整个天线的尺寸为28mm×44mm×1.6mm。并且利用电磁仿真软件高频结构仿真器(HFSS)和神经网络(NN)联合优化天线的尺寸,加快设计过程。仿真结果表明,当S11小于-10dB时,天线在低频和高频的带宽分别可以达到470MHz(2.29~2.76GHz)和3650MHz(4.96~8.61GHz);当S11小于-14dB时,天线在低频和高频的带宽分别可以达到210MHz(2.36~2.57GHz)和770MHz(5.13~5.9GHz)。而且该天线的方向图具有良好的全向性,实物测量与仿真结果的一致性良好,可以满足WLAN的需要。     

面向5G高隔离度4单元MIMO手机天线设计

设计了一个4单元高隔离度手机天线,由4个辐射单元组成,辐射单元分别位于天线的4个角落。对天线辐射单元进行分析测试,测量天线辐射单元工作频段为3.43 GHz～3.86 GHz,覆盖5G移动通信测试频段。MIMO天线工作频段在端口回波损耗小于-10 dB阻抗带宽条件下,工作频段为3.45 GHz～3.64 GHz;在端口回波损耗小于-6 dB阻抗带宽条件下,天线工作频段为3.23 GHz～3.96 GHz。新设计的圆形开槽结构能减少天线和电子元器件耦合,并且天线具有良好的全向性和辐射特性。MIMO天线在3.2 GHz～4 GHz频率内,天线辐射效率为65%～73.4%。仿真表明,脑部辐射SAR(Specific Absorption Rate)参数小于1.6 W/kg,天线对人体影响较低。     

ZigBee精确定位标志卡倒F天线设计

根据ZigBee精确定位标志卡对天线的需求,设计了一种尺寸小、带宽高、辐射效率高的倒F天线。通过电磁场全波仿真软件对倒F天线进行仿真和性能评估,仿真结果表明,该倒F天线工作在2.405~2.484GHz的ZigBee频段内,天线回波损耗小于-10dB;在2.45GHz中心频率下,最大增益达2.5dB,且天线具有全向性。在煤矿巷道中的实际测试结果表明,该倒F天线能满足精确定位标志卡的实用需求。     

一种应用于微波探测的双频天线的设计

为增加火灾探测天线频带范围,基于微带贴片天线,采用凹槽加载技术,设计了中心频率在Ku(12.4～18.0 GHz)波段的双频微带单元天线.利用HFSS软件对其建模、仿真及优化,结果表明,该单元天线在14.8 GHz和16.1 GHz时回波损失达到最小值,且回波损失小于-10 dB的带宽分别为600MHz和390 MHz.利用该单元天线,进而设计了一款2×2阵列天线,实测结果表明:该阵列天线具有很好的双频谐振特性,在14.3～14.9 GHz和15.7 ～16.1 GHz频带内既保留了原单元天线好的回波损耗特性,又提高了增益,使两个频段最大增益分别达到13.7 dBi和11.3 dBi.     

Effective solution of certain problems of theory of schedulings of nets

Cybernetics and Systems Analysis -     

机车空调逆变电源设计

本文讨论的是机车空调逆变电源系统的设计与研究。该电源系统主要是由DC/DC的BOOST升压部分和DC/AC三相逆变部分两部分组成。DC/DC部分所得直流电压通过DC/AC部分逆变成三相交流电,供给空调机组工作。同时,为使电源系统能更可靠的运行,也设计了相应的故障检测、保护等辅助电路。     

制造型企业仓储物流管理的RFID应用——卷烟厂按垛出库及到货扫描系统初探

针对国家烟草管理的现状,有关主管部门在全国推行“行业卷烟生产经营决策管理系统工程”,利用条码等自动识别技术手段实时掌握全国的生产经营信息。但某卷烟厂此前的物流环节已经是“件烟成垛”运输,如何在尽可能保持原有企业管理体系的前提下,达到有关部门的数据统计要求,解决成垛卷烟的物流和信息流的交互与统一问题成为技改的核心。该项目成功的将条码识别与射频识别有机结合起来,为烟草行业信息化提供了生动的应用案例。     

煤矿多功能物联网读写器的设计

介绍了物联网的概念和结构组成,分析了物联网在煤矿中的具体应用,详细介绍了一种具有煤矿特色的多功能物联网读写器的设计与实现。该读写器应用在物联网的感知层,能够进行物体识别和各类物理信号与环境参数的传送,为煤矿应用物联网提供了一个很好的感知层解决方案。     

机械臂绝对定位精度测量

提出了用激光跟踪仪标定机械臂的D-H参数、测量机械臂绝对位姿以及对机械臂的绝对定位精度进行分析的方法;用激光跟踪仪测量机械臂各个关节单独运动时得到的一系列离散点,就可确定机械臂各个关节的轴线,由此建立机械臂的D-H坐标系,并对D-H参数进行标定;然后,给出了由6D激光头位姿确定机械臂末端位姿的方法;最后,推出了由测量位姿值与命令位姿值相比较,得到机械臂绝对定位的位置和姿态偏差的方法;这些方法可以有效、迅速地完成对机械臂绝对定位精度的测量.     

Determination of the possible duration of performance of a set of tasks

Cybernetics and Systems Analysis -