车载通信系统天线电磁特性的研究

天线是车载通信系统的重要设备,研究天线的电磁特性对提高车载通信系统电磁兼容性能十分重要。基于DSRC通信模型,利用分层建模的方法建立全尺寸逼真汽车模型和鞭状天线模型,应用FMM算法仿真分析天线的反射系数和汽车上不同位置处天线水平增益方向图的变化情况,并研究分析通信环境对车载通信系统天线耦合度的影响。结果表明：仿真模型和算法能够正确模拟干扰因素对车载通信系统天线电磁特性的影响。     

偏心修正智能网联车辆天线性能测量方法研究

随着智能网联车辆的飞速发展,车辆的通信应用愈加频繁。车载天线作为车辆通信的必要桥梁,其在车辆上的性能表现将直接影响车辆通信的质量,因此需要一种测试方法合理全面的对车载天线进行性能测试。研究并分析了一种偏心修正的整车天线性能测量方法。该方法首先基于移动通信终端的天线性能测试方法,考虑车辆体积较大的特点,设计出一种整车天线性能测试方法。由于车载天线分布复杂且被测车辆不便移动等因素导致被测天线的位置极易偏离测试中心,这样会影响测试结果的准确性和可靠性。针对上述问题,进一步基于电磁波的路径衰减及角度偏移等特征,开发出一种偏心修正补偿算法,并结合电磁仿真软件和车载天线测试系统对该方法进行了单体天线及整车模型状态下的验证,成功解决了车载天线偏心问题对试验结果的影响。     

GIS中局部放电电磁波同轴传播特性仿真研究

为了对GIS中局部放电产生的电磁信号的同轴腔体传播特性以及结构影响因素进行较为深入的研究,笔者采用有限时域差分方法(FDTD)建立GIS同轴模型,对同轴谐振腔、电磁能量泄漏、发射天线条件等不同因素对局部放电电磁波传播的影响进行了仿真分析。仿真分析可知,两端金属封闭条件下电磁波传播模式不再是简单的同轴腔体下的传播形式,而可看作为一个电磁传输品质系数较低的同轴谐振腔,从而引发更为复杂的高次模波频率成分;盆式绝缘子连接处电磁波能量的径向泄漏会影响后端检测的信号幅值,并且传播模式较高电磁波成分经过绝缘子后衰减较大;金属尖刺或突起不仅起到电磁波激励源的作用,其存在同样也有利于电磁波的传播。     

海水中的环天线在空气中产生的场

海水中的环天线在空气中产生的场受多个参数的影响,针对这个问题,在分析海水中电磁波传播特性的基础上,建立了三层导电媒质(空气、海水、大地)条件下海水中环天线的辐射模型,得到了电磁场的解析表达式,并通过仿真分析了传播频率、海水深度和天线深度对环天线在空气中产生的场的影响,得出了一些有意义的结论,为水下电磁通信的实际应用提供了依据.     

MIMO波束赋形测试技术研究

多路输入多路输出(MIMO)技术是无线移动通信有效提升传输速率关键途径,可实现更大的吞吐量,并扩大容量和距离。如何真实的判别基站多天线性能对支撑MIMO在设备中的应用变得尤为重要,依据3GPP相关标准,进行MIMO矢量信号特征分析、信号分析测试仿真研究,着重针对MIMO发送模式波束赋形多天线建模和测试仿真,实现多天线模式下MIMO信号检测,分析MIMO矢量信号的性能指标。最后基于MIMO矢量分析仪硬件平台,通过对多天线传输模式下MIMO信号的并行接收处理和解析,进行多参数解析。测试和验证结果表明,在符合协议标准要求下能够准确测试基站设备多天线传输性能,为多天线通信设备提供重要的测试手段,对通信网络建设和优化具有重要意义。     

多耦合线圈的磁耦合谐振无线电能传输系统

基于耦合电感理论建立了4线圈磁耦合谐振无线电能传输(MCR-WRT)系统的电路模型,根据该模型推导出耦合系数、能量传输距离和能量传输效率之间的数学关系。针对4线圈MCR-WRT系统能量传输效率随传输距离变化而变化的现象,提出利用开关切换不同半径谐振器耦合线圈来匹配不同传输距离的方法。为验证该方法的有效性,进行了电磁仿真、电路仿真和实验分析。结果表明,采用这种方法有效地提高了系统在不同传输距离下的能量传输效率。     

海洋中交变磁偶极子源的辐射场衰减特性研究

近年来,水下电磁波通信方式得到逐渐的应用。为了实现水下远距离数据传输,对海水中电磁波衰减特性进行研究。提出了一种以超低频电磁波为传输媒介,发射2种不同频率的正弦波调制信号,接收端进行解调并分析。介绍了磁偶极子模型,发射和接收单元,最后画出衰减曲线图,得出水下磁通信以距离三次方衰减传播。磁信号传输有助于提高隐蔽性,且功耗低,尺寸小,传输速率也基本满足要求。     

加载电磁带隙EBG反射板的低电磁辐射比吸收率SAR天线

如何减小移动通信中移动终端电磁信号对人体脑部的影响成为公众关注的焦点之一,电磁带隙(EBG)结构在其禁带内具有阻抗高、反射波与入射波位相相同的特点,可以抑制印刷线路板的表面波改善天线辐射性能,减少进入脑部的电磁信号。在1.8 GHz频段,对加载EBG结构的反射板的天线系统进行了仿真,结果表明,与未加载EBG的天线系统相比,加载EBG结构的偶极天线系统不仅可以保证天线的辐射增益,同时人体脑部电磁波的比吸收率大大降低,加载EBG反射板可以有效抑制人体脑部的电磁场强度;由于天线与反射板的互相耦合,天线的尺度与未加载EBG结构的天线相比尺度变小,同位相反射偶极天线与EBG距离很近,实现了低轮廓天线。     

雾衰减对雷达探测距离影响分析

对海面和低空目标探测时,雷达电波传播过程中会受到雾体衰减和散射噪声的影响.分析平流雾和辐射雾对电磁波的衰减及雾体散射带来天线辐射噪声温度增加等特性,构建雾衰减影响下的雷达探测距离模型.仿真分析典型频率火控雷达在不同俯仰角、能见度和媒介属性条件下的雷达探测性能,结果表明较高频率雷达受雾的影响较大,雾区内含水量越多对雷达影...     

基于电容传感器技术的电力电缆局部放电电路模型仿真分析

局部放电(局放)试验是交联聚乙烯电力电缆绝缘状况评价的有效方法。为了研究电力电缆局放电磁波传输特性,建立了电力电缆和电容传感器的等效电路模型,进而建立了电力电缆的局放电路模型。在此基础上,分析了不同检测位置下局放电磁波的传输特性,同时讨论了不同局放脉冲参数对检测信号的影响,最后通过仿真试验验证了模型的准确性,为局放检测系统应用于现场检测提供了理论依据。     

基于介质谐振器的轨道角动量天线设计

近年来,轨道角动量一直是无线通信领域的研究热点。本文将轨道角动量与毫米波技术相结合,提出了一种基于介质谐振器的轨道角动量天线。建立了该天线的等效模型,推导了其辐射场的理论表达,讨论了介质谐振器半径对涡旋波电磁波模态的影响,通过仿真结果表明,该天线在K_(a)波段有四个谐振点,能够分别产生模态l=1,2,3,4的涡旋电磁波。此外,该天线结构紧凑、成本低、增益良好,具有较高的天线效率,产生的各个模态的涡旋电磁波都具有良好的旋转性,能够获得较强的抗干扰能力,为轨道角动量在毫米波频段的应用提供了一定的现实意义。     

空间分集技术在跨海微波通信中的应用

为解决海岛上的电力系统通信问题,采用微波通信的方式传输信号。由于海面是强反射面,产生较强的反射波严重影响了通信质量。为了克服反射波干扰,必须采用空间分集技术。空间分集是利用在不同地点的天线进行分集接收的一种方法。它利用电磁波到达各个天线的行程不同来减少或消除相位干涉性衰落的影响,是克服反射衰落的有效措施。     

10kHz交流等离子体天线辐射特性和电磁兼容性分析

表面波等离子体天线因存在很强的电磁干扰而导致电磁兼容性较差,必须采用相应的技术手段或利用新型电源作为天线激励源以满足天线的电磁兼容性要求。为此,采用5～20kHz高压交流电源作为激励源构建了10kHz交流等离子体天线,并分析了其辐射特性和电磁兼容性。研究结果表明,在较宽的频带范围内,该10kHz交流等离子体天线的电压驻波比(VSWR)<2;同50Hz交流等离子体天线相比,该天线的噪声明显减小,且天线的增益在150～350MHz频带范围内有所提高;使用该天线接收无线广播时收音机可以接收到广播电台信号,而表面波等离子体天线则会因过强的干扰而导致收音机不能正常工作。该10kHz交流等离子体天线不仅在带宽特性上有所改观,而且同表面波等离子体天线相比具有较低的电磁干扰。     

输电线路电晕放电的天线检测方法

检测输电线路的电晕放电情况可以反映线路运行状态并提供维护的参考信息,而现有的检测方法均存在缺陷,且不能广泛应用。提出了一种新的测量方法,即采用射频天线测量电晕放电的电磁场脉冲信号。将2组传统的对数周期天线90°正交形成圆极化对数周期天线,之后仿真该天线结构证明了其方向性、增益和测量频段符合设计要求。最终制作该天线测量了电磁信号,实验结果显示电晕放电的时域信号是高频振荡波,其FFT变换得到的频谱分布主要集中在200～350 MHz。     

变压器局部放电超高频在线监测天线研究

针对传统局部放电超高频检测天线频带窄、尺寸大的缺点,设计了一种用于在线监测变压器局部放电的多频带、尺寸小的超高频天线。通过研究了分形理论和天线测量原理,在现有四阶Hilbert分形曲线的技术基础上,利用Ansoft Designer电磁场仿真软件建立天线模型,并通过仿真计算,优化配置了天线的几何参数,设计制造了平板结构的四阶Hilbert分形局放超高频监测天线。利用设计的四阶Hilbert分形天线对四种典型油纸绝缘缺陷进行局部放电超高频信号监测,并采用文中设计的天线与现有技术的三阶Penao分形天线、三阶Hilbert分形天线在实验室进行局部放电对比测量,分析了天线实测效果,实验结果表明该天线能够有效应用于变压器局部放电超高频在线监测。     

基于调制电磁脉冲场的主动电磁探测研究

在车辆检测中,主动电磁探测因其性能受环境干扰影响小而越来越受重视。但是主动电磁探测常采用连续波工作,车辆的反射信号与直耦信号叠加在一起,使得检测算法非常复杂。为了大幅度简化检测算法,提出了一种调制电磁脉冲场方法。本系统包括一个磁偶极子发射天线和一个接收线圈,发射天线持续地辐射经正弦信号调制的且极性周期性改变的脉冲信号,这样就产生了一个具有低频成分的发射电磁场。如果目标存在,在接收电磁场的脉冲间隔内,就会出现目标的涡流二次场。连续地在接收电磁场的脉冲间隔内采样并做谱,如果出现此低频成分,则表示目标存在。     

垂尾隐蔽式超短波全向天线的一体化设计

以单极子天线为研究对象,首先对传统单极子天线的工作原理进行了分析,并研究了不同情况对天线性能的影响,然后在此基础上提出了一种新型结构的平面单极子天线,它选用三角形的结构,并采取了加载元件、提升馈电点等技术,有效地减小了平面单极子天线的结构和尺寸,与此同时,有效地实现了天线带宽的展宽,并且在设计中采用了加载技术,实现天线性能的进一步优化.在理论分析的基础上,使用电磁场仿真软件HFSS对天线进行了仿真分析,通过参数扫描得到了天线的最佳尺寸,并分析了天线的方向图和增益等特性.然后对3种不同情况下的天线进行仿真与分析,分别是无限大地平面、有限大地平面、加入钉子和灯泡的复杂结构后,并优化其参数使其获得最佳的特性.最后根据以上仿真结果,提出了复杂结构垂尾隐蔽式超短波天线的一体化设计的方法.并进行了综合仿真,实现了在100～400 M的频段内驻波比小于2.75.     

高速动车组车载双频天线设计与布局研究

针对动车组内无线通信质量问题,在微带线的基础上运用分枝法,设计出满足高速列车车载要求的双频单极子天线。天线尺寸为23mm×36mm×1.3mm,最大增益为3.8dBi,其工作频段为2.28~2.64GHz和5.47~6.15GHz,在2.4GHz和5.8GHz频段相对带宽分别为14.6%和11.7%,覆盖ISM频段。以CRH380A型动车组内部环境为研究对象,运用CST电磁仿真软件,建立车厢内部车载天线布局仿真模型。同时,将车内传输效果与自由空间进行对比。各BSS内的天线传输系数在ISM频段内位于-20~-50dB之间,RSRP属于最优等级Ⅰ。验证了所设计天线的有效性及其布局的可靠性。研究结果对动车组车载天线设计以及车内天线布局有很好的参考价值。     

屏蔽方舱接地线干扰的辐射特性研究

电磁背景噪声会对电子或电磁测试的结果造成不同程度的影响.研究发现屏蔽方舱接地线系统是外场电磁干扰的一种重要来源.为评估其对测试结果影响,通过理论分析和数值仿真对接地线系统的辐射发射进行了研究,得出了辐射特性规律,对低频干扰电流,接地线系统相当于单极子天线,地面上各个方向的辐射强度相同;而对高频干扰电流,其辐射的增益和方向性随干扰电流的频率变化.最后,为屏蔽方舱接地线的正确使用提供了指导性建议.