在無線通信系統(tǒng)中,超低頻(Super Low Frequency,SLF)電磁波抗干擾能力強、穿透性好。能穿透海水和巖土,主要應用于地質(zhì)勘探、地震預報等方面,軍事上主要應用于探潛、水下通信等方面。目前超低頻無線通信大都是通過敷設百米甚至公里量級的電調(diào)天線來作為發(fā)射天線,輻射效率低下。機械天線方案通過驅(qū)動永磁體或駐極體機械動替代傳統(tǒng)天線的交變電信號驅(qū)動模式,采用一種全新的工作體制來改善超低頻信號近場輻射效率低的問題。本文首先對機械天線的輻射機理開展研究,分析了機械天線的基本工作原理,推導機械天線的電磁輻射場解析計算式,開展機械天線的數(shù)值仿真,并通過解析與數(shù)值方法的比對驗證相關理論的正確性:其次,分析常規(guī)調(diào)制方法在應用到機械天線上時存在的問題,并提出了一種適用于機械天線的極化調(diào)制方法,通過理論分析和數(shù)值仿真初步驗證了其應用于機械天線的可行性:最后,根據(jù)機械天線及其其調(diào)制方法的理論和仿真結(jié)果,搭建超低頻機械天線通信原理樣機,對原理樣機組成進行了詳細的介紹:包括各個部件的主要功能以及整個機械天線系統(tǒng)的方案設計及裝配,通過通信實驗驗證了機械天線相關理論及調(diào)制方案的有效性。
【學位單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TN828
【部分圖文】：

網(wǎng)格剖分圖如圖2-6(b) 所示。表 2-1 部分電磁參數(shù)設置Table 2-1 Partial electromagnetic parameter setting溫度： 293K 磁場本構(gòu)關系： 設置為“剩余磁通密度”壓力： 0.1MPa 相對磁導率： 1.05介電常數(shù)： 設置為“來自材料” 電導率： 設置為“來自材料”材料類型： 設置為“固體” 剩余磁通密度： 1.2T(a) 二維幾何模型 (b) 網(wǎng)格剖分圖圖 2-6 二維仿真圖Fig. 2-6 Two-dimensional simulation按照表 2-1 中的條件完成設置后開始計算，仿真結(jié)果為數(shù)據(jù)集，用軟件自帶的工具對仿真結(jié)果做簡單整理。繪出的t=0s時刻的磁場分布如圖 2-7 所示。圖 2-7 二維磁場分布圖Fig. 2-7 Two-dimensional magnetic field distribution map

設置為“固體” 剩余磁通密度： 1.2T(a) 二維幾何模型 (b) 網(wǎng)格剖分圖圖 2-6 二維仿真圖Fig. 2-6 Two-dimensional simulation表 2-1 中的條件完成設置后開始計算，仿真結(jié)果為數(shù)據(jù)集，用軟件自做簡單整理。繪出的t=0s時刻的磁場分布如圖 2-7 所示。

圖 2-8 磁場強度-時間圖Fig. 2-8 Magnetic field strength-time diagram的曲線是距離旋轉(zhuǎn)中心 50mm 處的探針的磁場數(shù)據(jù)，綠色色曲線是 處的探針的磁場數(shù)據(jù)。藍色的曲線明顯有類似于“削頂”的失真，失真明顯得到改善，分析失真原因，因為在距離磁體很近時（很近指在一個數(shù)量級），磁場受磁體本身的形狀的影響較大；在距離磁體比磁體的尺寸的 2 倍以上），磁體的形狀對磁場強度的影響就可以忽略域后，距離旋轉(zhuǎn)中心 600mm 處的磁場強度隨時間的變化圖如圖 2-9 置處的磁場強度隨時間的增加呈正弦規(guī)律的變化[7]。

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本文編號：2821409