不同场景车载天线电磁特性研究

天线是车载通信系统的重要设备,天线电磁特性的研究对提高车载通信系统电磁兼容性能十分重要,是实现车载通信的基础.根据理论推导和经验公式,分析了城市和高速公路等不同场景下车载天线电磁波传输特点,建立了电磁波传输模型,仿真分析了车载天线电磁特性.仿真结果得出了不同场景下通信距离、车体形态与天线增益的关系;结果表明随着通信距离...     

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。     

加装金属屏蔽板抑制车载BTM天线受扰研究

针对目前车载BTM天线受到电磁干扰的问题,从电磁屏蔽的方法入手,在车载BTM天线处加装金属屏蔽板,降低对车载BTM设备产生的干扰。研究表明,在车载BTM天线位置处加装金属屏蔽板后,可达到10 dB左右的干扰抑制效果,与此同时,对BTM天线正常通信功能基本不产生影响。     

基于几何随机的非平稳车载信道建模及相关性分析

车载(V2V)通信系统是未来智能交通系统的重要组成部分,其非平稳特性已经在信道测量中得到验证。针对V2V多入多出通信系统,提出一种非平稳双环几何随机信道模型。为了描述信道的非平稳性,将到达角(AOAs)和离开角(AODs)的时变特性引入模型中,推导了模型的空间互相关函数(CCF)和时间自相关函数(ACF)等时变统计特征。此外基于修正等面积法(MMEA),开发了相应的仿真模型,研究了散射环境、移动端的移动状态以及天线偏角对信道统计特性和非平稳性的影响。仿真结果表明,所提模型可以有效模拟V2V信道非平稳性,平稳状态下信道的统计特性与平稳双环模型的统计特性具有一致性,验证了本模型的正确性。     

基于PSO算法的IEEEAC５A励磁系统对电力 系统电压稳定性的影响

励磁系统作为调节系统电压并控制无功功率分配的重要元件,其特性对电力系统的电压稳定有着重要的影响。在IEEEAC5A励磁系统模型基础上设计了PID控制器,并采用PSO算法整定PID控制器的参数,以改善励磁系统的调节特性。基于电力系统全数字实时仿真装置中的电磁暂态仿真程序ETSDAC对励磁系统进行自定义建模,从电压角度分析PID控制器的引入对系统稳定性的影响。     

近场通信天线场分布特性仿真

近场通信是基于无线射频技术发展起来的一种近距离无线通信技术。针对目前无法满足移动终端大容量、高效率的数据传输要求的问题,主要通过近场耦合的方式实现高速通信的方法,本文建立了天线耦合器近场特性分析的FDTD计算模型。采用调制高斯脉冲馈电,通过FDTD方法进行仿真,详细分析了在不同位置坐标处的时域波形和对应频谱,同时将不同形状的电磁耦合器进行比较从而得到最优化模型。这一研究结论对高速近场通信天线的设计具有一定的参考价值。     

含静止无功补偿器的电力系统混合仿真新算法研究

传统的机电暂态仿真对HVDC和其它FACTS电力电子装置采用准稳态模型,因而不能仿真它们的瞬变电压、电流特性.而电磁暂态仿真程序(例如EMTP)受计算规模的限制,一般要对研究对象的外部电力系统进行等值化简,因此不能反映系统机电暂态过程对电磁暂态过程的影响.本文介绍的混合仿真算法为弥补上述两种方法的不足,对电力网络采用准稳态模型,而对待研究的电力电子装置(例如SVC)使用电磁暂态模型,两种仿真的结合使用了本文发展的考虑系统频率偏移影响的接口技术.本文介绍的混合仿真算法为研究HVDC和FACTS等电力电子装置及其控制系统的动态性能提供了一种有力的工具.     

三线式宽带短波天线建模与仿真

三线式宽带短波天线是一种新型的短波通信天线,为充分发挥该天线在全向通信与定向通信中的性能,本文首先采用矩量法分析计算三线天线在不同工种频率的辐射阻抗与天线方向图,并得到了天线方向性系数随工作频率变化的曲线,从而有效指导天线在全向通信或定向通信中的频率选择;利用电磁仿真软件FEKO建立了三线天线与典型地物的仿真模型,得到了典型工作频率、不同地物影响下天线方向图的畸变规律,总结出高度参数对三线天线方向图的影响最为明显,为三线天线选址架设等工程实践提供参考。     

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.     

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。     

Electromagnetic properties of electro-textiles for wearable antennas applications

Wearable, textile-based antennas get more and more attention for body-centric communications because it could be easily worn on body and integrated into clothes. Electro-textiles (e-textiles) are used as antenna patch and ground plane. The electromagnetic properties of the textiles play important roles in antenna design and performance. This paper focuses on the study of the electromagnetic properties of e-textiles for wearable antennas applications and mainly discusses the electromagnetic properties of e-textile cell and the influences of different woven densities and different e-textile materials to antenna performances. Simulation and measurement results show that if the e-textiles adopt woven pattern, then when the distance between two conductive fibers is within 2 mm, the e-textiles could be regarded as metal plane to design antennas. In addition, the results show that metalplated woven fabric could be used as metal plane to design antennas, while non-woven fabric shows distinct differences.     

车用爪极发电机电磁振动影响因素研究

针对某型车用爪极发电机的电磁噪声振动问题进行了分析和实验验证。推导出电磁力解析模型;定性分析电机负载、定子与转子同轴度、转子动平衡、爪极形状等方面对电磁力幅值的影响;装配相应参数的电机进行测试验证。结果表明,爪极式交流发电机电磁力会产生6kf(k=1,2,3,…)阶电磁振动,其中36阶最为明显。电机负载,定子与转子同轴度和爪极形状对36阶电磁振动有显著影响。该研究对车用爪极式交流发电机产生的电磁振动噪声优化具有一定的指导意义。     

基于主动悬架的整车车身姿态控制策略研究

针对车辆在行驶过程中产生的车身姿态失衡问题,提出了一种基于姿态补偿的主动悬架整车车身姿态控制策略。在建立整车七自由度动力学模型,并基于随机路面进行实车试验验证整车模型的准确性的基础上,构建了模型预测控制器,根据状态观测器估计的各信号求解各个悬架的垂向控制力以衰减车辆垂向振动;进而以模糊算法为基础设计车身姿态补偿控制策略,使电磁直线作动器产生反作用力以抑制车身姿态恶化。选取某型号直线电机作为主动悬架力源,将垂向控制力与姿态补偿力合并得到各悬架控制所需电磁作动力,以此计算电机所需目标电流,并通过MATLAB/Simulink平台对主动悬架系统进行仿真。仿真结果表明：所提出的基于主动悬架的整车车身姿态控制策略在不影响车辆垂向控制效果的基础上,能够大幅降低车辆质心侧倾角和俯仰角的均方根值,车身姿态得到有效控制。     

地铁列车车载故障诊断系统设计与开发

以广州地铁A型列车为研究对象,设计开发了整列车的故障诊断系统。新系统由中央故障诊断单元和远程智能IO站组成,采用欧式插槽机箱结构,软件上选用C/os-II操作系统进行任务调度,并设定了优先级和挂起时间,硬件上选用ARM7处理器、固态继电器、低电流光隔等器件设计开发各个板卡。参照全车通信网络模型,将诊断系统分成列车级、车辆级和车辆控制级三大通信网络,采用主从通信和固定的基本轮询周期来保障实时性。新系统通过了参照欧标EN 50121-3-2 2000和铁标TB/T 3034 2002进行的型式试验和电磁兼容性试验,并实际装车载客试运营。测试表明该系统在实现故障诊断功能的基础上,解决了原系统发热量大、测试节点少等不足,实现了数据分析、存储和人机交互功能,升级方便,运行稳定可靠。     

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。     

基于车载通信网络的认知无线电信道分配技术的研究

车载通信网络的移动性对无线网络的信道分配提出了高要求,认知无线电技术能适应这一要求。将认知无线电的信道分配技术运用到车载通信网络中,根据实际交通状况对车载通信网络进行建模,主用户和认知用户分别实体化为无线网络用户及车载通信用户;运用协作最大化带宽和（CMSB）算法对认知用户进行信道分配。仿真分析结果表明在给定的车载通信网络模型下,CMSB能极大地优化网络吞吐量,并能保证一定的分配公平性。     

Wiring like mother nature [antenna design]

Today, most antenna designs are simulated numerically rather than analyzed theoretically. A computer program approximates the structure and calculates its properties. Even though very complex designs can be simulated, structures are usually kept simple to allow for easy understanding and analysis. Symmetry is often present. Nearly all the designs “make sense” when one looks at them or their circuit schematics. This is not necessarily the case for antennas designed using a genetic algorithm (GA). We illustrate this automated design technique on two types of wire antennas. The first is a Yagi-type antenna that is optimized to have different electromagnetic characteristics from a conventional Yagi. The second is radically different from a typical antenna: a seemingly arbitrary structure of seven wires connected in a series and confined to a specified volume; the actual shape is completely determined by the GA     

电磁弹射装置中线圈受力与电流相位的关系

为提高发射效率和速度,分析了电磁弹射实验装置中电流相位的关系及决定电磁力性质的主要因素。通过改变放电电路参数及结构,获得了不同放电条件下的电流曲线,并计算出安培力的曲线,总结了影响电磁弹射实验装置中线圈相互作用力性质和作用时间、大小的主要因素,实验表明,在相同的放电条件下,振荡放电较非振荡放电磁场斥力小,作用时间短;振荡放电电路中匝数增加则电动力减少;非振荡放电电路中等效匝数变化对电动力影响不大。     

电动汽车充电站的最优选址和定容

提出了能够计及地理因素和服务半径的2步筛选法,以此来确定充电站的候选站址。以规划期内充电站的总成本(包括投资、运行和维护成本)和网损费用之和最小为目标,考虑了相关的约束条件,构造了电动汽车充电站最优规划的数学模型,并采用改进的原对偶内点法来求解。修改的IEEE 123节点配电系统算例说明了所发展模型和算法的基本特征。