基于电驻极体运动的小型化低频发射天线

低频电磁波具有较低的传输损耗,但是传统的谐振式天线往往尺寸较大,工程应用的难度很大。运流电流可以产生时变的辐射电磁场,并且工作频率不再受传统谐振天线的尺寸限制,这为小型化的低频发射天线提供了一种有价值的思路。通过理论计算,研究了振动电驻极体的电磁场和等效模型,通过仿真进行验证,并对基于电驻极体机械运动的小型化的低频天线进行了有益的探索。研究表明,振动的电驻极体可实现类似于微小电流元的辐射特性。     

超低频拖曳全向接收天线运动感应噪声研究

研究了海水中超低频拖曳全向接收天线机械振动在地磁场中产生运动感应噪声的机理,导出了计算电极对拖曳天线和磁场拖曳天线运动感应噪声功率谱的理论公式,分析了天线灵敏度、电缆特性、地磁场等因素对运动感应噪声的影响.用理论公式对拖曳天线运动感应噪声电压进行了实例计算,计算曲线与文献[11]公布的实验曲线基本一致,证实了理论公式的正确性.     

基于谐波抑制的双三相感应电机SVPWM的研究

本文介绍了双三相感应电机基于谐波抑制的电压空间矢量脉宽调制,比较了传统三相的SVPWM算法,分析了谐波抑制的双三相感应电机SVPWN,进行了理论推导和仿真算法的研究。最后基于Matlab仿真环境和DSP实现了该算法,仿真和实验结果验证了该算法的有效性。     

基于特征模分析的超表面天线小型化设计

将超表面结构作为天线的辐射单元,可以降低天线剖面,拓展其带宽,并改善其辐射性能。特征模分析的方法可以用来揭示超表面天线的小型化机理并提供设计思路。基于此方法,设计了3个小型化的超表面天线,并进行了仿真验证。3个超表面天线的辐射单元尺寸分别减小到0.53λ₀×0.51λ₀,0.50λ₀×0.49λ₀和0.35λ₀×0.29λ₀,与4×4方形贴片单元构成的超表面天线相比,尺寸均缩减了20%以上,实现了超表面天线的小型化。     

基于压电晶体的声波激励小型化低频天线技术研究

水下信息实时传输的需求与日俱增,水声通信和光通信等传统通信手段在传输安全性与稳定性方面具有先天难以弥补的劣势,且在传输速率方面难以形成突破,因此亟待对新技术进行研究。为解决此问题,近年一些学者提出一种新机理、新材料和新工艺的小型化天线,有望实现低频天线在尺寸和性能上的跨越,实现水下通信技术的变革。该文对此类声波激励小型化天线进行研究。首先阐述并建立了天线辐射机理及理论模型,分析了不同材料参数对天线性能的影响;然后根据模型参数设计加工了基于铌酸锂(LiNbO₃)晶体的压电型声波激励天线样机,实验结果表明在40.83 kHz谐振频率处,与同尺寸单极子天线相比,其接收电压峰值为后者的22倍,辐射效率为400多倍;最后对天线进行了方位测试和辐射效率计算。上述结果表明：基于压电晶体的声波激励天线技术在低频段小型化、机动化水下无线通信设备的应用中具有巨大潜力。     

双三相感应电机仿真建模新方法

多相电机相比传统三相电机,具有较高的可靠性,较低的转矩脉动等优势,在船舶电力推动和低压大功率方向有很好的发展潜力。目前对多相电机的仿真建模研究多基于信号流模式。本文以双三相感应电机为例,在分析其数学模型的基础上,提出了双三相感应电动机基于线性变压器和受控电流源仿真建模的新方法。所搭建的双三相感应电机模型可以作为Matlab/Simul i nk电力模块系统模块库中的元件进行直接调用。仿真结果证明了模型的准确性和有效性。     

基于接地天线的超低频信号全向辐射方法

为了解决超低频无线电信号辐射效率极低的难题,采用接地天线辐射超低频信号。由于接地天线辐射具有方向特性,使用一副接地天线对在不同海域里的水下机动平台进行水下通信时,通信可靠性不能得到保证。因此,提出了接地天线全向辐射超低频信号的方法。该方法首先构建两副相互垂直的接地天线以组成天线阵,然后通过精确地控制组成天线阵的两副接地天线输入电流的相位差,使天线阵在水平各方向上辐射的合成电场均匀一致,从而实现了超低频信号全向辐射。该方法能显著提高超低频通信的可靠性,最适合超低频对水下通信和对水下机动平台通信。在目前众多的超低频发射天线设计方案中,采用该方法构建的天线阵尺寸最小,效率最高,且简单、易于实现全向辐射,这对于推广超低频无线电信号在其他领域的应用是具有重要意义。．     

小型化平面单极子天线研究

研究一种新型的全向电小天线.在平面单极子天线的末端采用蛇形结构,并在适当的位置加载,将大大减小天线尺寸,扩展阻抗带宽.所设计的天线在30-400MHz频带内VSWR〈2.5, 阻抗带宽达到1：13,天线高度仅有0.4m,适用于移动载体多频段通信系统.设计过程中使用了基于有限元法的HFSS电磁仿真软件,计算结果与实测数据吻合得较好,表明电磁场数值仿真技术在加载天线设计中的可行性.     

一种新颖的双三相感应电机缺相运行矢量控制

双三相感应电机的绕组开路后,运用传统的旋转坐标变换,不能实现转子磁场定向矢量控制。本文推导出不对称绕组结构的解耦旋转坐标变换,并提出了一种基于不对称绕组结构的转子磁场定向矢量控制新颖策略,运用PI调节器,使得定子侧谐波电流最小化,降低定子侧谐波损耗。在MATLAB MATLAB/Simulink仿真软件下,建立相应的仿真模型,仿真结果验证本文所提出控制策略的正确性和有效性。     

基于超材料的低频高增益阵列天线研究

基于超材料表面设计了一种工作在P 波段的高增益阵列天线,文中设计的天线单元采用全金属Vivaldi 形式,可工作在200 MHz ～2 GHz。天线排布为一维E 面阵列,下方置有反射板。为提升天线增益,采用在天线上方加载超材料层的方式。使用HFSS 对天线进行仿真。仿真表明:通过加载超材料层的方法,可以在不增加天线物理面积的情况下,使其在200 MHz ～600 MHz 的增益得到提升,最大可达2. 7 dB,且有源驻波变化不大,在工作频段内仍小于2。该技术为低频天线阵列的增益提升提供了一种全新的思路。     

基于磁偶极子模型的管道机器人定位技术研究

分析了低频电磁波发射天线的磁场分布,为了便于工程实现将发射天线简化为磁偶极子模型;给出了磁偶极子磁场分布的数值计算结果;结果表明,垂直于发射天线轴线方向的磁感应强度幅值随位置的改变呈双峰变化的规律.提出了一种基于低频电磁波磁场幅值信号双峰变化规律的管道机器人定位方法.实验结果表明,该方法的定位精度为±5 cm,可用于管道机器人管内位置的管外定位.     

神光-Ⅲ原型高功率激光装置电磁脉冲辐射

实验测量了神光-III原型装置上脉冲强激光与金属靶相互作用产生的电脉冲辐射,电脉冲峰值梯度为3 kV/m,频谱范围大约在50 MHz?2 GHz,在160 MHz等处有明显的特征峰,信号持续时间大约60 ns。本文研究表明电偶极辐射是打靶过程产生电磁脉冲信号的来源之一,由理论模型计算得到频率为160 MHz的特征峰,并计算出探测点电场脉冲峰值梯度约为2 kV/m,辐射总功率约105 W,能量转换率约10-6,辐射功率近似正比于激光能量的4/3次方,可见激光能量越大,功率密度越高,电脉冲的辐射强度越大。大型激光装置上的激光与靶作用产生的电磁脉冲测量,对大型激光装置产生的电磁辐射的防护有重要指导作用,在等离子体诊断等领域也有潜在应用价值。     

FCC认证中的9 kHz～30 MHz低频磁场辐射解决方案

介绍FCC PART 18对工科医疗设备中感应类炊具的低频电磁场辐射要求,指出感应类家电产品在满足这一技术要求时面临的技术难点。对法规限值、测试方法和判定依据的深度理解有助于解决实际问题。文章给出了屏蔽电磁波、降低IH信号辐射频率、对IH 信号进行抖频处理等几种解决办法,以降低低频电磁场辐射。     

电磁定位系统测量误差校正技术研究

在电磁定位系统中, 若没有考虑环境磁场、制造工艺等误差因素的影响, 会导致系统定位精度下降。介绍了一种提高电磁定位系统定位精度的方法, 该方法为了克服经典磁偶极子模型过于理想化的缺点, 提出了误差修正模型, 介绍了天线参数标定原理, 同时给出了修正因子的标定方法、标定流程以及装置。通过对比试验可以看出, 经过模型修正的系统定位精度可达到未修正模型的5倍。     

星载5G小型化天线的设计与分析

针对卫星通信中5G天线安装空间和结构尺寸存在限制的问题,文中基于梯形振子结构和L形弯折方式实现了星载5G天线的小型化设计。通过将对数周期天线的振子由矩形转变为长度更短的梯形,采用两个梯形结合1个90°扇形结构进一步合成该天线,优化振子结构,实现天线尺寸的横向缩减和小型化设计。文中将所设计天线应用于某型卫星平台中,研究不同摆放位置下的天线耦合度。结果表明,相较于传统结构,该小型化LPDA的横向尺寸从90 mm缩小到了65 mm,拥有更好的端口阻抗匹配特性和辐射性能,可以较好地满足5G卫星通信中载荷紧凑化、轻量化和频带集约化的应用要求。     

一种紧凑的准各向同性天线

文中提出了一种具有准各向同性辐射能力的紧凑平面天线。为了实现良好的准各向同性辐射性能,首先基于理想且相互垂直的电偶极子和磁偶极子辐射源模型进行了理论分析。电小环加载的电偶极子工作于三次模时,长直金属条和电小环分别等效为电偶极子和磁偶极子,存在天然的90°相位差。由于电小环辐射能力弱,所以初始的全空间增益差远大于10 dB。因此,文中通过将长金属条弯折成有切口的长方形,降低电偶极子的辐射能力并提高等效磁偶极子的辐射能力,实现了准各向同性辐射方向图。为了验证设计的有效性,加工并测试了所提出的紧凑天线,其尺寸为0. 28λ0 ×0. 26λ0 ×0. 01λ0,λ0 是中心频率对应的自由空间中的波长。测试结果表明,该紧凑天线具有3. 6%的-10 dB 阻抗带宽和全空间内增益变化小于4. 5 dB 的辐射特性。     

基于滤波器应用的PCB平面电感的电磁辐射研究

为了研究PCB(printed circuit board)平面电感的电磁辐射问题,基于天线理论把平面电感线圈中的每一圈看作一个环形天线,估算了其远场辐射功率,说明其电磁辐射非常小,可以忽略不计.平面电感的近场耦合问题通过一个无源带通滤波电路加以讨论.逐点测出电路中某一个电感附近的辐射强度,并用MATLAB绘出三维辐射强度图,说明平面电感的近场辐射只发生在电感周围很近的区域,与线路中的导线相比对电路其他部分没有太大影响.     

蝶形天线阵列电磁辐射特性的CBFM分析

针对传统矩量法分析天线阵列效率低的问题,给出了一种分析蝶形天线阵列电磁辐射特性的有效数值方法,该方法基于特征基函数法（CBFM ）和等效偶极矩法（EDM ）,不仅可以加速阻抗矩阵的产生,还可根据特征基函数（CBFs）的阶数和子域的数目调节系数矩阵的维数,从而可以采用直接法求解缩减矩阵方程,与传统矩量法（MoM）相比,显著地减小了运算量。数值结果验证了蝶形天线阵列的方向图并证实了该方法的精确性和有效性。     

一种X 和Ka 波段频率可重构Koch分形振子天线研究*

将射频开关和Koch分形振子相结合,设计了一款结构紧凑的可工作于X和Ka两个波段的频率可重构天线,所设计的天线长度约为相同谐振频率普通振子天线的80％.天线工作于Ka频段时,由于天线中被射频开关断开的其它部分对其辐射性能的影响严重,会使Ka频段的方向图发生严重变形,因此我们又对天线进行了改进优化.改进后的天线由Koch分形振子和其前端另外延伸增加的一普通振子构成,改进天线在X频段和Ka频段的性能分别由Koch分形振子和普通振子所决定.仿真和实测结果表明:改进优化后的天线在X和Ka两个频段都具有良好的性能.