【摘 要】
：
超低频（30-300Hz）信号在海水、岩层、特殊建筑物等介质中的传播衰减远小于高频信号,因此在对潜通信、矿井救援和军事应用等领域具有巨大的应用价值。然而目前常见的超低频电天线尺寸巨大、功耗极高、建造使用成本高昂,这严重限制了超低频无线通信设备的机动性和便携性。本文设计了一种基于磁偶极子旋转辐射超低频信号的机械天线及其信号调制方法,并进行了实验验证。主要工作如下:（1）推导了静态、时变、旋转状态的磁
【基金项目】
：
国家自然科学基金（51707152）； 中国博士后科学基金（2014M562522XB）； 陕西省自然科学基金（2016JQ4023）；
论文部分内容阅读
超低频（30-300Hz）信号在海水、岩层、特殊建筑物等介质中的传播衰减远小于高频信号,因此在对潜通信、矿井救援和军事应用等领域具有巨大的应用价值。然而目前常见的超低频电天线尺寸巨大、功耗极高、建造使用成本高昂,这严重限制了超低频无线通信设备的机动性和便携性。本文设计了一种基于磁偶极子旋转辐射超低频信号的机械天线及其信号调制方法,并进行了实验验证。主要工作如下:（1）推导了静态、时变、旋转状态的磁偶极子产生的电磁场解析式,并对旋转永磁体的近场分布情况进行了数值仿真,验证了旋转永磁体发射超低频信号的可行性。（2）提出了一种基于外部调制器的极化调制方法及采用三维矢量接收时的解调方法。对信号收发和调制解调过程进行了仿真分析,引入了基于欧拉角旋转矩阵的补偿方法来解决某些特殊位置接收的信号无法解调的问题。搭建了完整的机械天线收发系统,实验验证了极化调制方法的可行性。（3）提出了基于“开合”式调制器的幅度调制方法。采用该调制方法实现了在空间任意位置、接收端以任意姿态接收的信号都可以被有效解调,简化了解调过程,提高了解调结果的可靠性,最后实验验证了幅度调制方法的优越性。（4）研制了信号采集和数字处理的硬件部分,采用分数倍相位延时器校正了采集模块多通道的不一致性,采用自动增益控制模块自动调节接收信号变化的幅值,保证了信号解调过程稳定无误。
其他文献
自由空间光通信（Free Space Optical Communication,FSO）与微波通信相比具有保密性好、通信容量大以及抗电磁干扰能力强等优点。因此FSO通信在近年来得到了广泛的应用。在FSO系统中经常会使用到一些光器件,如掺铒光纤放大器（Erbium Doped Fiber Amplifier,EDFA）,波分复用器（Wavelength Division Multiplexer,W
羟基磷灰石（Hydroxyapatite,简称HA或HAP）是公认的性能优良的骨组织修复材料,具有很好的生物相容性和生物活性。电活性陶瓷钛酸钡（BaTiO3）具有良好的压电性和力学性能。BaTiO3/HA复合材料,不仅具备压电效应,能促进成骨细胞的增殖与分化,而且具备生物活性和骨结合能力,符合骨组织工程的生物学要求。目前,国内外对BaTiO3/HA复合材料的研究报道主要集中在大粒径商用BaTiO3
将BaTiO3压电材料引入到医用钛合金基体上,可以赋予其具有和天然骨类似的生物电活性,对提高医用钛合金生物活性具有重要的临床意义。本课题通过微弧氧化-水热法在钛合金表面原位构建TiO2-BaTiCO3复合涂层,通过研究不同水热参数对TiO2-BaTiO3复合涂层形貌、成分以及性能的影响,得出BaTiO3涂层的形成机理。同时,采用循环应力加载装置,对比了静态和动态加载状态下,极化后涂层对磷灰石沉积的
自由空间光通信采用激光信号作为载体,在远程站点之间提供视距、无线、高带宽的通信链路。在自由空间相干光通信中,大气湍流效应使得光信号产生相位起伏等现象,这严重影响了通信链路的可靠性。自适应光学技术作为抑制大气湍流影响最有前景的技术受到了国内外的关注,在自由空间激光通信、天文成像、光束整形等领域具有广泛的应用。自适应光学技术在很多领域已经取得了巨大的成功,但在消除系统误差等方面仍然需要进行研究。开展自
通信技术快速发展的今天,超宽带技术作为一种新型无线通信技术,在室内短距离定位方面的优势较为突出。与传统通信技术相比,超宽带通信不需要类似于载波这种载体,而是直接将有用信息调制在非正弦的窄带脉冲上,从而实现数据的传输。超宽带信号具有抗多径能力强、发射信号功率谱密度低和定位精度高等多项优势。也正是由于极低的发射功率,使得超宽带信号容易被干扰信号和噪声淹没,所以对超宽带信号的检测具有十分重要的意义。针对
主动脉瓣控制着全身和心脏的供血,在人体血液循环系统中起着非常重要的作用。在人的一生,主动脉瓣大约会不停歇地开闭30亿次,并且每次含氧血液通过主动脉瓣时,主动脉瓣都会受到来自左心室的巨大压力,因此主动脉瓣很容易出现功能障碍,并且会进一步诱发心血管系统疾病。目前,治疗严重主动脉瓣膜疾病的主要策略之一是主动脉瓣膜置换手术。因此,对于主动脉瓣膜的几何形态、力学属性以及其对下游血管血流动力学影响的研究具有十
人工表面等离子体激元（Spoof Surface Plasmon Polaritons,SSPPs）是一种在金属和介质面上传播的表面电磁波,由于它特殊的色散特性和良好的工作特性而被广泛关注和研究,已经应用于众多微波器件上。本文在表面等离激元的天线方向做了研究讨论,具体工作如下:（1）首先,设计了一个等离子体激元结构单元,通过其独特的色散特性将截止频率控制在34GHz附近。然后优化模式转化结构,目的
每年因交通事故、骨肿瘤、骨质疏松等所造成的骨折、骨缺损患者日益增多,植入人工骨替代材料成为临床上治疗骨缺损的有效手段之一。磷酸镁骨水泥（MPC）因具有早期强度高、粘结性能好、凝结时间短、生物可降解等优点而被广泛研究,但是由于骨水泥自固化的特点,难以在成型过程中进行造孔,不利于营养物质运输,无法为成骨细胞长入提供通道,导致骨修复能力有限。为解决这一问题,本研究采用冷冻干燥法结合原位水化反应制备具有定
微带天线具有剖面低、易加工以及易集成等许多优势,在近年来被广泛使用,但该类天线具有窄带和低增益的缺点。常用于提高微带天线带宽和增益的方法要么使天线尺寸庞大,要么增加了设计的复杂性,要么增加了从分析到制造的难度。通过国内外学者的研究发现,超表面结构可以很好的控制电磁波,将其应用于微带天线可以在保持天线低剖面优势的同时改善天线的缺点。本文主要围绕将超表面加载到微带天线上,使微带天线获得更好的性能展开研
由于无线信道的广播特性,信息在传输过程中易受到非法用户的窃听及干扰,传输安全成为了研究者们关注的话题。传统加密技术和物理层安全技术分别通过密钥加密和利用无线信道的物理特性来保障信息的安全传输,但这两种方法都只能最大程度地保障信息内容的安全,而无法对信息传输过程加以保护。非法用户可以根据信息传输情况对通信过程进行恶意地干扰、破坏,因此对信息传输过程的隐蔽同样重要。隐蔽通信技术旨在建立合法收发双方的可