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(qiáng)、穿透性好。能穿透海水和巖土,主要應(yīng)用于地質(zhì)勘探、地震預(yù)報(bào)等方面,軍事上主要應(yīng)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(shè)百米甚至公里量級(jí)的電調(diào)天線來作為發(fā)射天線,輻射效率低下。機(jī)械天線方案通過驅(qū)動(dòng)永磁體或駐極體機(jī)械動(dòng)替代傳統(tǒng)天線的交變電信號(hào)驅(qū)動(dòng)模式,采用一種全新的工作體制來改善超低頻信號(hào)近場(chǎng)輻射效率低的問題。本文首先對(duì)機(jī)械天線的輻射機(jī)理開展研究,分析了機(jī)械天線的基本工作原理,推導(dǎo)機(jī)械天線的電磁輻射場(chǎng)解析計(jì)算式,開展機(jī)械天線的數(shù)值仿真,并通過解析與數(shù)值方法的比對(duì)驗(yàn)證相關(guān)理論的正確性:其次,分析常規(guī)調(diào)制方法在應(yīng)用到機(jī)械天線上時(shí)存在的問題,并提出了一種適用于機(jī)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(yàn)證了其應(yīng)用于機(jī)械天線的可行性:最后,根據(jù)機(jī)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(jī)械天線通信原理樣機(jī),對(duì)原理樣機(jī)組成進(jìn)行了詳細(xì)的介紹:包括各個(gè)部件的主要功能以及整個(gè)機(jī)械天線系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)及裝配,通過通信實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械天線相關(guān)理論及調(diào)制方案的有效性。
【學(xué)位單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)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(shè)置Table 2-1 Partial electromagnetic parameter setting溫度： 293K 磁場(chǎng)本構(gòu)關(guān)系： 設(shè)置為“剩余磁通密度”壓力： 0.1MPa 相對(duì)磁導(dǎo)率： 1.05介電常數(shù)： 設(shè)置為“來自材料” 電導(dǎo)率： 設(shè)置為“來自材料”材料類型： 設(shè)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(shè)置后開始計(jì)算，仿真結(jié)果為數(shù)據(jù)集，用軟件自帶的工具對(duì)仿真結(jié)果做簡(jiǎn)單整理。繪出的t=0s時(shí)刻的磁場(chǎng)分布如圖 2-7 所示。圖 2-7 二維磁場(chǎng)分布圖Fig. 2-7 Two-dimensional magnetic field distribution map

設(shè)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(shè)置后開始計(jì)算，仿真結(jié)果為數(shù)據(jù)集，用軟件自做簡(jiǎn)單整理。繪出的t=0s時(shí)刻的磁場(chǎng)分布如圖 2-7 所示。

圖 2-8 磁場(chǎng)強(qiáng)度-時(shí)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(chǎng)數(shù)據(jù)，綠色色曲線是 處的探針的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。藍(lán)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?yàn)樵诰嚯x磁體很近時(shí)（很近指在一個(gè)數(shù)量級(jí)），磁場(chǎng)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(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度的影響就可以忽略域后，距離旋轉(zhuǎn)中心 600mm 處的磁場(chǎng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化圖如圖 2-9 置處的磁場(chǎng)強(qiáng)度隨時(shí)間的增加呈正弦規(guī)律的變化[7]。

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2 趙嘉偉;楊舒e

本文編號(hào)：2821409