无线电论文范文

时间:2023-03-06 13:46:40

无线电论文

无线电论文范文第1篇

1.1卫星导航系统定位技术

卫星导航系统的定位技术通常包括四大步骤,首先是根据接收到的信息对飞机的位置信息进行计算与推定,继而对飞机的与卫星之间的相对位置或者是角度与速度等因素进行分析与计算,接着对飞机在系统坐标中的数值进行计算,最后将计算的结果输出、显示,以供系统的使用者使用。整个过程都离不开轨道卫星、地面控制以及用户设备这几大部分设备的组合与协调,也只有这几方面的协调才能够保证信息的获取、传输与计算工作具有高度的准确性。

1.2陆基的无线电导航系统的定位技术

无线电定位技术产生于上世纪的初期,经过多年的发展与研究,当前的陆基定位系统包括了测距仪以及甚高频的全向信标仪(VOR)等设备,能够提供飞机当前的位置信息,保证飞机能够以预定的姿态与速度完成着陆。这种系统主要是通过无线电新海的发射、传播以及接受来进行数据信息的传递与共享,所以其对无线电技术的要求比较高。VOR是一种相位的测角系统,主要由地面的信标台以及机载的接收指示这两部分组成,能够为飞机提供信标台的位置坐标,在200nmile的距离之内的测角精度由于1.4度,其基本的测向原理如图1。

2陆基无线电导航系统建模分析

2.1陆基无线电导航系统建模方案设计

利用DME、VOR进行导航定位的过程中,需要建立起相应的导航数据库模型,并对DME、VOR系统的测距与测角的误差进行分析与建模,进而贾里奇合理的选台算法的模型,进而对VOR的定位进行解算。建模的基本方案设计为根据陆基无线电系统来建立起系统误差的模型,负责对测角与测距的误差建模工作,同时也需要根据无线电系统的特点与结构建立起导航的数据库模型,确定定位系统的台站建立、选台的算法以及工作方式的选择等,最后根据数据模型以及系统的误差模型来对导航定位进行计算,完成飞机的定位工作。

2.2VOR、DME的建模分析

VOR的误差分析与其建模。对VOR的精度造成影响的因素可以划分为两大类,分别存在于制造公差、随机应变环节与独立变量的计算环节,通常来讲在实际的测量工作中大小在一度以内的误差是允许存在的,因此可以建立起相位误差在一度以内的白噪声形式的模型。DME误差分析与建模。影响DME测量精度的因素包括电表在空气中的传播速度、电波折射的误差以及测时工作存在的误差,其中尤以电波在大气中传播造成的影响最大最显著,所以在模型建立的过程中主要考虑的也是这一因素。

3无线电建模与机载综合导航可靠融合技术及其算法

3.1民航机载综合导航系统信息可靠融合的关键技术

民用机载组合导航不仅能够把各种传感器的信息通过计算机组合在一起,进而实现对于信息的集中控制、管理与显示,还能够采用不同的方法来对导航的数据进行优化处理,进而提高导航系统定位的精准性,为民航提供可靠的保障。在对机载的综合系统进行融合的过程中,将惯性的导航系统作为了骨干系统,其他的系统设备则作为了辅助的子导航系统,对系统的惯导定位的发散进行控制。信息融合的过程中主要采用的是故障检测算法,对融合中的系统数据进行检测,进而及时的处理融合过程中的故障,将系统中的健康信息进行保留,进而保证系统的可靠性。

3.2民航机载综合导航系统信息可靠融合的结构与算法

(1)子滤波器的算法。子滤波器是一种最优的融合设计,这种设计的基础便是测量模型的统计特性。如果系统具有自己确定的数学模型,并且系统的噪声以及量测的噪声均符合了高斯分布的特征,那么此时的卡尔曼滤波算法便能够提供系统基于融合数据的最优估计的计算结果。(2)主滤波器的算法。主滤波器的主要功能便是对子滤波器的计算结果进行融合,并且将融合后的计算结果反馈到各个滤波器上,作为下一次处理周期的基础数值,此过程中的参考系统与其余的子系统之间两两形成了局部的滤波器,局部的滤波器负责使用独立的卡尔曼算法进行独立的局部最优估计,而主滤波器则负责将各个计算结果融合,实现最优融合的计算。

4结语

民用航空事业的发展将会促使民用机载的导航向着更高的精度以及更加可靠的方向不断进步与发展,也促使民航陆基近距无线电建模与机载综合导航可靠融合技术不断的进步着,使得组合导航技术将会在提高机载导航设备对于信息的利用程度方面发挥更重要的作用,进而提高导航定位工作的效率,促进民航事业的发展。

无线电论文范文第2篇

1895年5月7日俄国物理学家波波夫已“金属屑与电振荡的关系”的论文向全世界宣布无线电通信技术的诞生,并当众展示了他发明的无线电接收机,那天俄国当局定为“无线电发明日”。

1896年3月24日,波波夫将无线电通信的通信距离延长到250米,做了用无线电传送莫尔斯电码的表演为无线电通信技术拉开新的序幕。

1898年,年轻的意大利青年马可尼利用游艇证明了他的无线电电报能够在20英里的海面畅通无阻地通信,第一次实际性地使用无线电通信技术。

1901年,他在相隔2700公里英国和纽芬兰岛之间成功地进行了跨越大西洋的远距离无线电通信,从此人类进入无线电波进行远距离通信的新时代。

随后,无线电通信技术如雨后春笋其涌现出来。直到1946年,美国人罗斯.威玛和日本人八本教授利用高灵敏度摄像管家用电视机接收天线问题,从此超短波转播站一些国家相继建立了,无线电通信技术迅速普及开来[2]。

随着电子技术的高速发展,信息超远控制技术为满足遥控、遥测和遥感技术的需要,于人们生产与生活中被广泛使用;后来微电子技术也推动了电子计算机的更新换代,使电子计算机信息处理功能大大增加,日益成为信息处理最重要和必不可少的工具。

信息技术是以微电子和光电技术为基础,以计算机和通信技术为支撑,以信息处理技术为主题的技术系统的总称,是一门综合性的技术。今天的信息化时代,就是电子计算机和通信技术紧密结合的标志。

无线电通信技术发展到今日,拥有无限潜力。军事、气象、生活、生产等各个领域都对其都有空前的需求。虽然无线电通信技术优点虽然卓越,但其缺点至今给技术的发展带来很大的障碍,都是我们亟须解决的难题。

2无线电通信技术的特点

近些年无线电通信技术领域引入无线接入技术,是迅速发展起来的新技术领域,不需要传输媒质,部分接入网甚至入网的全部皆可直接采用无线传播手段代替,无论是概念上还是技术含量上都产生了一个重大的飞跃,实现了降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。其特点喜忧参半,优点主要体现在传输线路线、通信方式等方面,我们可以总结如下:

不受时空限制。大多数情况下,人们对通信运用的时间、地点、容量需求无法预知,而无线电通信不受时空限制的优点能够采取灵活多样的手段和方法,确保通信联络综合高效,语音、数据、图像的综合传输畅通无阻,随着近年来国内各个经济领域和国际经济的来往,无线电通信技术不受时空限制方法为其打开方便之门,尤其通信与网络的连接,通信技术踏上新的台阶。

具备高度的机动性及可用性。无线电通信技术传输数字化、功能多样化、设备小型化、智能化及系统大容量化决定了其具备高度的机动性和可用性,尤其在军事构建地域通信网方面起到很大的作用。

可靠性高。无线电通信比起有线通信的一个卓越优点在抵抗水淹、台风、地震等方面有较大的可靠性,一般情况下除非信号干扰都能保持通信的畅通,这也是无线架输的最大特点。

无线电通信技术虽然解决了架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等的难题,但其信号容易受到干扰、影响,还有容易被截获造成了该项技术的保密性极差。无线电通信技术的缺点几百年来都是让人头疼的问题,目前全球化经济愈演愈热,其信号的稳定性与安全性上升为经济领域里关注的焦点,因此,无线电通信技术的通信方法拓新成为其发展的新话题。

3无线电通信技术之通信方法的拓新

21世纪无线电通信技术正处在关键的转折时期,尤其最近几十年最为活跃。信息化的飞速发展和IP技术的兴起,欲求无线电通信技术适应未来社会生产和生活的需求。务必在通信方法上进行一系列的拓新。针对以上无线电通信技术的缺陷,笔者认为,我们可以从通信技术、信息技术、网络技术、蓝牙技术、软件技术等方面进行尝试,主要可总结一下八点:

3.1采用了数字通信技术

提高系统频谱资源的利用率,维持信号上的稳定,避免通信信号收到干扰,增大了系统通信容量,提供话音、图像和数据等多种通信服务,确保用户信息安全保密。

3.2推广通信信息技术宽带化的发展

信息的宽带化对于光纤传输技术和高通透量网络的发展起到关键的推进作用[3],尤其近年来世界范围内全面展开,无线通信技术正朝着无线接入宽带化的方向演进,这个方向对无线电通信信号源稳定来说的确非常之重要。

3.3推广个人信息化技术

个人信息化在全球个人通信已经有着不争的发展趋势。个人信息话,能够有效地减低传输路线的信息量堵塞,大幅度提高通信的传播速度。

3.4拓新接入网络的样式

技术上融合实现固定和其他通信等不同业务,在无线应用协议(WAP)的出现以后,无线数据业务的开展得到大幅度的推动,促进了信息网络传送多种业务信息的发展。随着市场竞争的需要,传统的电信网络与新兴的计算机网络融合,尤其具备开发潜力接入网部分通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备,满足了生活与生产地各种通信需求。

3.5过渡电路交换网络

关于过渡电路交换网络,IP网络无疑是核心关键技术,是最合适的选择对象,处理数据的能力电路交换网络大大提升,这一点对保持通信畅通方面解决了信号容易受到干扰的难题。

3.6使用Bluetooth技术作为信号传感器

Bluetooth技术具有更高的安全性和适用性,利用蓝牙做出来的传感器随时反映出用户所需要的信号方向,一旦连接到Internet上的话,即可以实现更具备高度的机动性及可用性。

3.7推广软件无线电

软件无线电通信侦察与对抗方面世人瞩目,但它仅限于军事通信领域,如果能够推广到市场,对于无线电通信技术的通信内容保密性来说将是一大跨步的改革创新。

3.8提高无线通信网络可持续性

无线电通信技术的网络设备如果没有良好的配置和网络部署,一旦受到安全威胁,其后果不堪设想。因此,无线电通信技术通信方法的拓新我们与必要提高网络设备性能、优化设备配置、冗余备份等等手段来保证网络的可靠性[4]。

结束语

回顾无线通信的发展历程,无线电通信技术的传输路线、传输距离、通信灵活性、信号稳定性、保密性等方面的需求将愈来愈突出。通信方法新技术的拓新将有愈来愈广阔的活动舞台及光明的发展前景。鉴于市场对经济的推进作用,尽管我国的无线电通信技术发展速度飞快,但面对我国12亿人口的通信需求,无线电通信技术普及率低的问题,面对我国12亿人口,网络规模和容量方面就变得苍白无力了。同时,无线电通信技术愈来愈激烈竞争局面促使各无线电通信运营企业积极拓新新的技术涵盖面,提升自身的营业水平,为市场提供丰更加富的选择,满足用户各个方面、各个层次的需求。因此,在无线电通信技术通信方法应用开发的发展潜力无穷,这要求我们积极加快无线领域的科技进步,为无线电通信技术创新出谋划策,为全球信息化及经济全球化的通信事业贡献力量。

参考文献

[1]《信号与系统(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大学出版社2000年.

[2]《数字与模拟通信系统》LeonW.Couch,II电子工业出版社.

[3]《现代通信原理》曹志刚清华大学出版社.

[4]《无线局域网的安全性及其攻击方法研究》李雄伟,赵彦然;2005年.

论文关键词:无线电通信;通信技术;通信方法;拓新

无线电论文范文第3篇

论文摘要:感知无线电技术是在软件无线电技术基础上发展起来的一种新的智能无线通信技术,是软件无线电技术的扩展,它使软件无线电从预先定义协议的盲目执行者转变成为无线电领域的智能。感知无线电虽具有独特的优点,但技术并不成熟,本文对感知无线电的无线传输场景分析、信道状态估计及其容量预测、功率控制和频谱管理,无线电知识描述语言等关键问题进行了探讨,希望能够对相关工作的开展提供一些参考。

一、感知无线电的概念

感知无线电技术用以实现动态频谱共享。通过检测空中信号占用频谱,通过探知无线环境中空闲频谱资源,选择可被自己利用频率进行通信。租借系统通过采用感知无线电技术,实时跟踪授权系统占用频率状况,随时使用、释放频段,在保障授权系统通信前提下,与授权系统动态共享频谱。采用频谱检测方式获取频谱信息可使感知无线电技术能适应无线环境频谱使用状况短期变化,高效利用频谱,并且感知无线电技术不要求改造现有系统,对无线信道环境和用户需求都将具有较好适应性。

感知无线电技术动态频谱共享是自适应传输技术思想在频谱分配领域的运用。自适应传输使无线通信系统数据传输适应信道传输能力的变化,通过提高数据传输速率来改善频谱利用率。而感知无线电使无线通信系统占用的频谱适应无线环境频谱使用状况的变化,通过增加共享同一频段的系统数、用户数来提高频谱利用率。不管是自适应传输技术还是感知无线电技术,其思想的核心都是无线通信系统能自动地适应外界环境和自身需求的变化。

感知无线电思想可以推广到移动通信其它层面。从低层到高层,要求未来移动通信系统能检测系统各层参数与状态,如链路质量、网络拓扑、业务负载、甚至用户需求,并能适应这些变化。从通信端到端,在存在重叠覆盖多种无线电通信环境下,要求移动设备能够在异构网络间切换,实现包括终端、网络和业务在内的端到端重配置。这也就是所谓的认知网络(CognitiveNetwork)。

二、感知无线电关键技术分析

作为一种新的智能无线通信技术,感知无线电可以感知到周围的环境特征,采用构建方法进行学习,通过相关描述语言(RadioKnowledgeRepresentationLanguage,RKRL)与通信网络智能交流,实时调整传输参数,使系统的无线规则与输入的无线电激励的变化相适应,以达到随时随地通信系统的高可靠性和频谱利用的高效性。无线规则指一系列适合无线频谱合理使用的射频带宽、空中接口、相关协议和空间时间模式的设置。感知无线电系统的重构能力很重要,该功能就是以软件无线电作为平台来实现的。重构功能是由软件无线电实现,而感知无线电的其他任务是通过信号处理和机器学习的过程实现,其感知过程开始于无线电激励的被动感应,以做出反应行为而终止,一个基本的感知周期要大致分为3个基本过程,分别是无线传输场景分析、信道状态估计及其容量预测、功率控制和频谱管理,它们的顺序执行使感知无线电系统的感知功能得以实现。

2.1感知无线电技术与动态频谱分配

未来移动通信系统满足用户需求的关键点是提高频谱利用率。移动通信的发展使带来了越来越严重的频率短缺问题。解决频率短缺大致有两类方法,一是扩大可利用的频率范围,二是提高频谱利用率。为增加可用频率,移动通信系统的频率已扩展至300GHZ。无线信道的路径损耗是随频率升高而迅速增加的,所以频率过高并不利于移动通信。因而,更加有效的方法是提高频谱利用率。

提高频谱利用率有三类途径,改进通信设备的传输技术,优化网络、提高组网能力。目前广泛采用这两种途径,但是这两种方法能够获得的频潜利用率增益将越来越少。第三种提高频谱利用率的途径是改进频谱分配方式。

目前国际上主要采用固定频谱分配方式,一个频段只分配给一个无线接入系统,不管分配的频段是否被频率牌照的所有者实际使用,其它无线接入系统不能占用该频段。为提高频谱利用率,可以将一些频段分配给了多个系统,允许它们同时占有同一个频段,甚至一些频段可以开放为不需牌照的频段,允许任意系统占用。尽管固定频谱分配方式能够改善系统干扰问题,但由于频谱的授权系统并不是在任何地区的任何时刻都使用频率,其频谱利用率很低。而简单地允许多个系统共享一个频段,虽然优于独占性的固定频谱分配方式,但由于它对频谱共享没有加以必要的控制,一个系统占用频率前并不知道该频率是否正在被其它系统使用,从而导致了两方面的问题。可见,如果仅仅是简单地允许多个系统共享频谱,而不避免系统间干扰,会制约频谱利用率的提高,并且不能保证通信质量。为解决频谱短缺与频谱利用率低下的矛盾,可以考虑采用动态频谱分配方式。允许多个系统共享同一频段,各系统只在需要通信时才能占有频段,通信结束就释放频段,而且必须控制系统间干扰,后接入的系统不能影响其它已有系统的通信。为与现有通信系统兼容,分配频段上授权系统有使用频谱的最高优先级,只要不影响授权系统通信,租借系统与授权系统动态共享频谱。这种动态的频谱共享包含时间与空间两方面。在时间上,当授权系统不使用所分配的频率时,租借系统可以占用频率,但当授权系统重新占用频率时,租借系统必须及时地归还频率。

2.2信道状态估计及其容量预测

信道估计的结果可用来计算信道容量,用于控制发送端的信号能量,可使用香农法则计算信道容量C,但在感知无线电系统中并不直接在发送端传输C的信息,而是量化C,一定的量化率用于反馈发送端,量化比率是预先确定的,所以接收机接收的信息量要小于信道容量C。一般来说,无线系统的传输率是波动的,当其超出一定界限时,就会引起系统的不正常工作,这个界限决定了最大的传输比特率。

2.3功率控制和频谱管理

2.3.1功率控制

在感知无线电通信系统中功率控制的实现以分布方式进行,以扩大系统工作范围,提高接收机性能。控制发送端功率是感知无线电系统的关键技术之一。在多址接入的感知无线电信道环境中,主要采用协作机制方法,包括规则及协议和协作的Adhoc网络两方面内容。多用户的感知无线电系统彼此协作工作,基于先进的频谱管理功能,可以提高系统工作性能,支持更多用户接入。

2.3.2动态频谱管理

动态频谱管理也称为动态频谱分配,具有实现系统频谱高效利用的功能。在感知无线电系统中,频谱管理的算法可这样描述:基于频谱空穴和功率控制器的输出,选择一种调制方式以适应时变的无线传输环境,使系统工作在可靠传输的状态下。系统工作的可靠性可由信噪比差额(SNRgap)的大小确定。

2.4无线电知识描述语言

传统的软件无线电不能与网络进行智能交流,因为没有基于模式推理计划能力和没有相关描述语言。在以软件无线电为发展平台的感知无线电研究中,研究表示无线系统知识、计划和所需语言是关键技术,无线电知识描述语言(RKRL)应运而生,它表示了无线规则、系统配置、软件模块、网络传送、用户需求、应用环境等知识。

参考文献:

[1]何丽华,谢显中,董雪涛,周通.感知无线电中的频谱检测技术[J].通信技术,2007,(05)

[2]王军,李少谦.认知无线电:原理、技术与发展趋势[J].中兴通讯技术,2007,(03)

[3]谭学治,姜靖,孙洪剑.认知无线电的频谱感知技术研究[J].信息安全与通信保密,2007,(03).

[4]刘元,彭端,陈楚.认知无线电的关键技术和应用研究[J].通信技术,2007,(07)

[5]江莹,杨震.认知无线电的几种频谱感知方法研究[J].科技资讯,2007,(10)

无线电论文范文第4篇

认知无线电用户必须不能干扰首要用户(频谱授权用户)的正常工作,要保证首要用户的可靠性通信,同时也要保证认知无线电用户通信的可靠性,这就需要认知无线电控制发射功率,同时具有灵敏的频谱空穴检测能力和快速切换频段的能力。通信的高可靠性是认知无线电要实现的另一个目标。认知无线电这些特点有利于频谱资源智能、高效、充分的利用,也是其区别于其他无线电技术的重要特征。

二、认知无线电与宽带无线通信系统的融合

认知无线电的关键技术有:频谱监测技术,自适应频谱资源分配技术、自适应调制解调技术等。宽带无线技术主要有正交频分复用技术(OFDM)、多输入多输出技术(MIMO)、HARQ技术和AMC技术等。认知无线电与宽带无线通信系统的融合最主要的就是自适应频谱资源分配技术和正交频分复用技术结合、并辅以其它相关技术。OFDM系统是目前公认的比较容易实现频谱资源控制的传输方式。该调制方式可以通过频率的组合或裁剪实现频谱资源的充分利用,其与自适应技术相结合,除了在传统的时间域上自适应外,还更容易利用多载波的频率域,可以灵活控制和分配频谱、时间、功率等资源,在结合MIMO系统的空间资源,根据用户在不同的位置的不同传输条件,感知环境并且适应环境,并不断地跟踪环境的变化,以合理利用资源、提高系统容量。自适应频谱资源分配的关键技术主要有:载波分配技术、子载波功率控制技术、多天线层资源分配算法和复合自适应传输技术。

(1)载波分配技术。CR具有感知无线环境的能力。子载波分配就是根据用户的业务和服务质量要求,分配一定数量的频率资源。检测到的宽带资源是不确定的,随时间、空间、移动速度等变化。OFDM系统具有裁剪功能,通过子载波的分配,即在频段内对于用户来说,信干噪比(SINR)较高的不规律和不连续子载波的频谱资源进行整合,按照一定的公平原则将频谱资源分配给不同的用户,确定每个子载波传输的比特数量,选取相应的调制方式,实现资源的合理分配和利用。

(2)子载波功率控制技术。由于分配给用户的功率和子载波数一般是成比例的,功率控制算法在经典的“注水”算法的基础上,有一系列的派生算法。这些算法追求的是功率控制的完备性和收敛性,既要不造成干扰又要使认知无线电有较好的通过率,且达到实时性的要求。事实上功率控制算法和子载波分配算法是密不可分的。这是因为在判断某子载波是否可以使用时,就要对现状(空间距离、衰落)做出判断,同时还需要计算出可分配的功率大小,对于一个用户如果速率一定,如子载波数目增加所需的功率就会下降。

三、结语

认知无线电技术技术起步较晚,但是这个利用“频谱空穴”理念的提出对于无线电技术的改变是不言而喻的,它使得无线电技术更加人性化、智能化,同时也大大的降低了频谱资源的浪费率,提高人们无线电通信的使用感受。而无线电技术在宽带无线系统中的应用更是大大的方便了人们的生活。宽带无线生活是当今社会的一个发展趋势,对于认知无线电技术的研究是宽带无线技术的需求,更是社会发展的要求与动力。

无线电论文范文第5篇

本文提出的CCPT系统结构如图2所示。根据研究内容,需要对系统的各个部分进行必要假设:1)发射电源为正弦电压源,幅值US、频率f、内阻RS;2)无论直流负载还是交流负载,都用等效电阻RL来近似等效,本文暂不研究这一等效过程;3)不考虑电容的功率损耗;4)无源元件都是线性的,不考虑器件的非线性因素。L1和C1构成电源变换网络,将逆变器的电压型输出,变换为电流型输出(原理见下节分析),即通过电容耦合器的电流2I具有电流源特性,从而使耦合电流受耦合电容变化和负载变化的影响程度得以减小,确保能量传输的稳定性。L2为阻抗补偿电感,用于补偿耦合电容C2产生的较大容性电抗,并提高电源侧的功率因数。磁耦合式阻抗变换电路用于将电流型输入变换成电压型输出或电流型输出,取决于该网络的具体构造,见后面分析。

2电压源到电流源的变换

为了实现电流型耦合,需要将发射电源的电压型输出,变换为电流型输出。这一变换是通过网络N1来实现的。设R1=RL1+RS,根据含源支路的等效变换原理,图2中发射电源和网络N1可以用图3所示的诺顿电路来等效。

3阻抗变换电路的设计I-电压型输出

这一设计的目的是在负载电阻RL上得到确定的电压LU,即在规定的使用范围内,该电压较少受负载电阻RL的影响。对图2中的磁耦合器件,忽略线圈电阻并不影响对工作原理的分析。耦合电感的两种等效的电路模型如图4所示。图4(a)用耦合系数表示线圈的耦合情况,而图4(b)直接用折算到一次侧漏感表示线圈的耦合情况。二者在一定条件下可以相互等效。根据电路理论,从图4(a)到图4(b)的等效关系为可见,若k<1,便意味着存在漏感Lσ3。为方便起见,本文采用图4(a)的模型进行分析,即用小于1的耦合系数来表示漏感对电路的影响。二次侧的感应电压包括自感电压和互感电压,采用串联电容C4,如图5所示,并使C4和L4满足谐振条件:这样就可抵消自感电压,负载上就只剩下与一次侧电流I3成比例的互感电压。

4阻抗变换电路的设计II-电流型输出

这一设计的目的是在负载上得到有别于耦合电流2I的负载电流LI,即在规定的使用范围内,这一电流较少受负载电阻RL的影响。为此,可以在耦合电感的一次侧或二次侧并联补偿电容。本文不去研究在一次侧并联电容的情况。若在二次侧并联补偿电容,电路如图6(a)所示。根据电感的电压电流关系,就二次侧而言,可以等效成图6(b),图中菱形符号表示电流控制电流源。由此图可见,选择电容C4,使其与L4满足谐振条件,则负载电流为并联谐振条件为所以在紧耦合条件下,k≈1,Xi3≈0,而实部Ri3与负载电阻RL成正比。根据上述原理,为了在负载上得到确定的电流LI,磁耦合器件要尽量接近全耦合,并且负载电阻RL不宜太大。

5电源端等效阻抗分析

当网络N1近似电流型输出时,电源侧总负载的功率因数不一定为1,从而影响逆变电源的性能,导致换流困难和开关损耗增加。为分析电源侧的等效阻抗Zi1,将网络N2右边的电路用等效阻抗Zi2=Ri2+jXi3表示,如图7所示。

6仿真研究

电压型输出的仿真仿真条件:总耦合电容C2=3nF;正弦电压源幅值US=10V;频率f=200kHz;内阻忽略不计。被仿真的电路结构如图2所示。要求负载电压幅值UL=10V。分析负载电阻与耦合电容变化时,负载电压、电流,及耦合电容电压的变化情况。在标称值时,每个耦合电容电压选择为40V,以提高安全性。由此可确定耦合电流,I2=(2ωC2)×40≈0.3A。

7实验研究

7.1电压型输出实验

实验条件:实验用电路结构如图12所示。图中电阻除RL(外接)和RS(功率放大器输出电阻)外,均为用LCR表测得的对应元件的串联等效电阻。耦合电容为铜基圆形平板电容,如图13所示。直径155mm,厚度1.5mm。为增加电容量,在其表面生成环氧基纳米钛酸钡(BaTiO3/epoxyresin)复合电介质,介质厚度10μm,相对介电常数22。包括耦合电容在内的各元件参数值如表1所示。使用SG1005P数字合成带功率输出的信号发生器作为发射电源,正弦电压幅值10V,频率200kHz。元件参数采用HIOKI3532-50型LCR测试仪进行测试。示波器AgilentDSO5034A,电压探头AgilentN2863A,电流探头Agilent2011。1)实验1:使平板耦合电容通过介质自然接触,总电容C2=3nF,在负载电阻RL=100Ω条件下,耦合电容电压uC2及耦合电流i2、负载电压uL及电流iL的实验波形分别如图14(a)、(b)所示。负载为51Ω和151Ω的实验结果见表2。2)实验2:负载电阻保持为RL=100Ω,改变耦合电容接触面积,得到耦合电容变化时,负载电压、电流以及耦合电容电压的变化情况,见表2。由表2可知,当负载电阻和耦合电容在较大范围内变化时,电压型的输出电压相对变化小于1.52%。从表2的最后一行可见,当耦合电容变化时,能量的传输效率有所下降。这是因为耦合电容的变化破环了L2、C2和Zi3的谐振条件。为了维持近似不变的耦合电流,电源侧的输出电流和平均功率必然要RL1消耗。

7.2电流型输出实验

实验条件:将图12中的C4和等效的串联电阻RC4改为与负载并联,就是本实验的电路结构。参数为:电感L2≈222μH,RL2=2.21Ω;磁耦合器参数L3=52.354μH,RL3=0.713Ω,L3=28.315μH,RL4=0.406Ω,M=33.78μH;电容C4=22.36nF,RC4=0.568Ω。其他同7.1。1)实验3:在保持平板耦合总电容C2=3nF不变的情况下,负载电阻为RL=30Ω情况下的耦合电容电压uC2及电流i2、负载电压uL及电流iL的波形分别如图15(a)、(b)所示。负载为其他阻值时的实验结果见表3。2)实验4:在负载为RL=10Ω时,改变耦合电容值,实验结果见表3。由表3可知,当负载电阻和耦合电容在较大变化范围内变化时,电流型的输出电流相对变化小于4.61%。

8结论

由于采用了电流型耦合,增加了无线电能传输网络对负载变化和耦合电容变化的适应性,使输出电压(电压型)或输出电流(电流型)更加稳定。避免了电压型耦合的输出电压受耦合电容和负载影响的问题。建议后续研究对本文的阻抗变换原理应用于磁场耦合式无线电能传输相关问题进行研究。

无线电论文范文第6篇

一、提取信号时域和频域的特征参数

一般来说,由于无线电信号自身的差异性,其自身的信号频率、相位以及幅度等关键性数据都有一定的不同,只要能够准确地提取到信号的关键信息,就能在调制解调器中将其解码,获取信号当中储存的信息,而无线电信号的特征参数是决定最终解码是否精确的关键性因素。本文主要关注了时域当中的信号特征参数情况,并且将这些数据作为神经网络数据的基础,进而建立起完善的数据库系统。在开展具体研究时,应当将不同的信号分成几个具体的波段,确保每个波段保持相同的长度,一般来说1024是最合适的长度,能够较为准确高效地提取出各种信号的幅度、频率和相位等关键性数据,便于实验的深入开展。一般来说,无线电特征量的计算建立在几个关键的数据之上,只要能掌握实信号、频谱等数据,就能通过下文所示的公式将其计算出来。仔细分析公式我们发现,无线电信号的特征量是建立在多种数据之上的。作为最关键的几个无线电数据之一,频谱一直能体现出无线电信号的主要特点。由于DFT喜好具有对称性,因此只需要将变量的范围控制在[0,π]之间,就能对完整的X(ejω)进行分析,简化整个实验的过程。

二、RBF网络用于信号的分类

作为近些年来才出现的一种全新的网络构造模型,神经网络在储存数据工作中往往有较强的优势。在神经网络当中,信息以分布的形式进行储存与分类,能够保证较高的容错性,也是神经网络不容易出现问题的原因之一。本文研究工作所选取的RBF网络更是如此,经过深度优化的RBF系统自动化程度较高,能自主解决很多无线电接收与解码的问题,是十分高效的无线数据接收系统。

(一)RBF网络的结构。如图1所示,RBF网络的结构并不十分复杂,仅仅通过一个简单的双层网络结构就实现了无线电数据的相关操作。在网络输入端接收到网络信号之后,系统对外部刺激产生相应的反应,然后由输出端对隐含层节点得到的数据进行线性求和。这种工作与计算的方法也能通过公式来体现。图1RBF网络的结构

(二)RBF网络的学习算法所谓的RBF网络学习算法,是通过RBF网络的用特殊功能来实现相应功能的核心算法之一。在RBF网络当中有两个关键的层面,其一为隐含层,其二为输出层,两个层次都有一定的学习能力。隐含层的学习功能的完成相对来说较为简单,只需要自主学习就能得到较好的学习效果。而隐含层的学习就相对来说要困难一些,一般采用的都是聚类学习办法,由于不同的学习对象之间有一定的差别,因此需要按照不同的距离函数来对RBF网络学习进行分类,以确保效果。具体的计算方法如下所示。⑴首先开启聚类中心,罗列出各项Wj;⑵开启神经网络,开始整个循环过程;⑶以子为基础,将所有的i值整合到θj当中;⑷通过式来计算所有样本的平均值。

三、应用小波方法提取信号的瞬时频率和瞬时相位

为了研究小波对整个无线电信号识别工作的帮助,本文的研究团队引入了小波分析法。该方法建立在传统时频分析的基础上,通过小波的灵活改变来变化无线电中小波的时频,引发波形与波长的改变,进而使无线电接收设备能及时并且迅速地发现特定频率的无线电波。上述描述的小波分析法可以用下文所示的计算公式进行准确计算:由于小波计算独特的特性,在无线电检测的时候可以用到其变焦距的特点,对突变中的无线电信号进行检测,确保准确地捕捉到信号,并得知其瞬时频率与相位大小。随着尺度因子的改变,小波的变化逐渐趋于一定的函数,随着中心带宽的不断变化,这个函数可以直接体现出无线电的变化演变情况,是十分高效的无线电接受分析系统,往往能够胜任整个频段的无线电信号接收工作。在一些特殊情况下,由于信号不断地发生变化,在频段进入特定通带的时候,假如此时频率大小正好与滤波器的中心频率相等,就极其容易在该频率的周围产生一个波长的最大值,假如绘制在平面图上,就直接显示成了脊线曲线。要想准确提取出脊线上的频率值,可以采取一定的手段来实现。⑴小波发生变动时,确定一个不变的时移因子b;⑵套用公式来计算a的值;⑶分析计算出来的a值大小,选取适当的来变化小波的细节;⑷上一步操作结束之后,比较最后得到的小波系数,选取最大的来作为本次计算的最终结果。为了便于观察,研究人员将得到的所有a值绘制到一张表上,并连接起来构成小波随频率变化的图线,进而能够简单快捷地进行观察与研究。在脊线上只需要对相应点的数据进行求导,就能得到该点无线电信号的瞬时频率,是十分便捷的求算方法。同理也能快速计算得到脊线上相应点的瞬时相位,极大地提升了无线电传输数据的处理速度。

四、结束语

本文着重关注了当前无线电领域的发展情况,结合了神经网络以及信号时域、频域这几个全新领域的知识,对无线电传输当中的信噪等问题进行了研究。发现信噪的变化对无线电传输的质量有较大的影响,当信噪等级较低的时候,无线电传输质量往往难以得到保证;反而信噪较高的时候却又能收到较为满意的无线电传输结果。由于实验是建立在实验室环境当中的,因此所有的实验数据都是仿真所得到的结果,与实际的无线电数据传播还有一定的差异性,希望相关研究人员能认识到本实验的不足之处,努力摸索出更加高效有参考价值的实验方式。

无线电论文范文第7篇

1.1船舶自动识别系统

国际海上组织IOM规定,对于超过一定重量的货物需要安装AIS设备,这种设备可以对船舶进行全程监督以及可以监控船舶对海洋的污染。AIS是船舶自动识别系统,它是在海上移动通信频带上工作的系统。岸基系统和船台系统构成了AIS系统,另外AIS系统还包括使用AIS信息的各种其他的系统,通过AIS系统可以实现船和海岸的信息交流,因为它能够把船舶的识别码、位置以及速度等情况传递到其他的船舶上或者海岸上,还可以处理多路通信。国际电信联盟为了支持AIS系统的发展,修改了《无线电规则》,设定了AIS系统的专用频率。另外国际海事组织、国际航标协会以及国际电工委员会等都对AIS系统进行支持,促使AIS系统不断成熟。我国目前建立了许多AIS系统的岸站,通过运用AIS系统,减少航运事故的发生,增加了船舶的避险能力以及信息采集能力,通过AIS系统可以对海上行驶的船舶进行全程监控,提高港口管理的综合能力。

1.2船舶远航识别和跟踪系统

国际海上组织通过了《国际船舶和港口保安规则》,并且规定一些船舶需要安装AIS系统,AIS系统并不是全能的,在使用中它存在着缺陷,例如,船舶报告系统能够覆盖全球,但是由于是人工编制的报文,影响到报告的精度。由于受到通信距离的限制,AIS系统只能够对近岸的船舶实施监控。国际上一般采用LRIT来解决远距离船舶的跟踪问题。LRIT信息主要包括:船舶身份、位置等,LRIT系统中国家对于船舶有三种身份,通常是指船旗国、港口国以及沿岸国。对于船旗国是指当局政府有权接收悬挂其国旗的船舶位置的信息,港口国是指政府有权利接受进入缔约国港口的船舶信息,而沿岸国是指政府有权利接收距离其沿岸1000海里以内的船舶的信息。LRIT的用途如下所示:海上安全工作,LRIT可以为海上搜救提供全面的信息支持;环境保护,LRIT可以为海上的调查溢油事故等提供信息支持;海上保安工作,LRIT可以加强对船舶以及沿岸国的保安;LRIT还可以和AIS系统相结合,进而建立船舶监控系统,应用于全球航运生产以及管理。

1.3海事卫星

海事卫星是提供电话、传真、遇险安全通信、数据、图像以及图片等服务的综合系统,海事卫星自从投产运行以来,它发挥了卓越的性能。海事卫星经历了四展,第一代海事卫星可以航运提供模拟话音、传真以及数据等服务,第二代海事卫星可以为航运提供数字话音以及低速数据服务,第三代海事卫星可以为水上交通提供传真、ISDN以及MPDS等服务,第四代海事卫星可以为海运提供卫星手机、高速数据传输网络和BGAN等服务。海事卫星在其他领域也得到大力的发展,例如出现电力中断、通讯网络失效的情况时,海事卫星可以发挥应急通信的特长。

2加强水上无线电管理工作

加强无线电管理工作需要从下列方面入手:一是对无线电通讯导航设备规范应用加强管理。随着交通部门的支持,海上航运部门对船舶使用海上移动通信标识的情况进行了彻底的清理,从而能够规范管理的程序,可以很好地推广信息化管理技术,对一些不符合规定的船舶船码,给海上搜寻工作提供良好的保障。二是加强跟踪研究。国家无线电管理局应该基于我国航运事业发展的具体情况,对航运通讯方面的政策和技术进行深入的研究。要设置相关工作小组,对水一些数据进行详细的研究,力图解决数据的通讯问题。另外还要依据《无线电规则》对我国水上无线电通讯原则进行修改。最后对于我国的一些不符合国际公约要求而配备的通信设施的船舶,应该依据我国航运事业发展的具体情况作出过渡方案,这样才能够确保我国海上运输的而各类船舶的航运安全。三是做好规划工作。交通运输部门加强对海上通讯工作的监管,提出新的要求。我国海上无线电通讯导航业务的目的在于确保海上船舶航行以及运输生产的安全,不断满足海上交通安全监管和搜救工作的要求,依据相关国际公约和国内法以及我国航运事业发展的具体情况,要建立功能齐全、设备完善、覆盖面广、实时监控以及可靠和畅通的海上同通信系统。要不断完善我国海上通信系统,对海上通信设施以及系统进行合理的布局,发展适应适应海上通信的技术,做到合理利用资源,通讯系统要和海上监管和搜救业务相结合以及要和安全保障系统融合发展,形成服务和设备和国际接轨的现代化的海上通信网络,不断促进我国无线电通信导航系统的发展。

3结束语

我国交通通信部门要对海上航运业做出总体的部署,推动各项工作的发展,从而为海上交通运输业发展提供保障。海上通信通常是指国家依据国际海事组织的相关规定和协议,为海上通讯服务提供基础设施,国际通用以及规范统一是海上无线电通讯导航业务的特点。我国航海交通运输业不断引进无线电通讯导航的新技术和新业务,保障了我国航海业务的安全,维护了领海的安全。

无线电论文范文第8篇

本文设计的非正定磁介质由平面圆螺旋构成,其单元结构见图1.利用印刷电路板(PrintedCircuitBoard,PCB)掩模蚀刻技术制备该超材料.PCB基板材料为FR4(介电常数约为4.4,损耗角正切值约0.02).数值仿真实验采用以有限积分技术为基础的电磁仿真软件CSTMicrowaveStudio来分析计算该结构的散射参数.电磁波沿z轴方向入射到该超材料,电矢量E沿x轴方向,磁矢量H沿y轴方向,设沿x,y,z轴方向的2个边界面分别为“完美电壁”、“完美磁壁”和开放边界条件.对图1所示单元结构利用频域求解器求解S参数,仿真发现该超材料在某一频段能提供强的磁谐振,此时该单元结构可以等效为一个振荡电路.经过大量的仿真实验和优化设计,提出的尺寸参数:L=400mm,g=10mm,w=2mm,r=110mm,平面圆螺旋的圈数为6,FR4基板的厚度d=4mm,磁谐振环为厚度0.2mm的敷铜膜,材料的总厚度d0=4.2mm,铜膜的导电率σm=5.88×107S/m.

2平面圆螺旋非正定磁导率的产生

利用CST仿真得到图1结构的反射参数幅值S11和透射参数幅值S21的结果如图2(a)所示.根据散射参数S的反推公式可得根据磁导率μ与折射参数n,阻抗参数z之间的关系式:μ=nz.可以计算出平面圆螺旋在激励频率范围内有效磁导率μyy[19-20],如图2(b)所示.研究认为当磁场矢量H沿x、z方向偏振时,不能引起环路内磁通量的变化,即电磁场与该超材料之间的相互作用很弱,磁场不能激励其形成磁谐振,所以这两个方向上的等效磁导率μxx、μzz近似为1[21].而当电磁波磁场H沿y方向垂直于平面圆螺旋时,磁场穿过该超材料结构会引起环路内磁通量的变化,从而产生感应电流.此时,线圈自身的分布电容C,电感L以及环本身的电阻损耗R,构成谐振电路,这导致该超材料在y轴偏振方向上磁导率的变化.由图2(a)知,该超材料在13~15.3MHz内对应于磁谐振频段,且它的等效磁导率是各向异性.从图2(b)可判断有效磁导率μyy曲线符合洛伦兹谐振模型.在13~13.83MHz频段,由于磁谐振导致μyy>1,对应该超材料的折射率也较大,相对于空气来说是高折射率材料.13.83~15.3MHz频段为谐振区,有效磁导率μyy的实部小于0,但对于13.83~14.26MHz频段,平面圆螺旋的磁谐振最强,并出现实部负极值,虚部的值也很大,这导致超材料的损耗很大,透射率较低;而在14.26~15.3MHz频段,入射波频率离开强谐振区,不但有效磁导率μyy的实部小于0,而且在这一频段内磁导率μyy的虚部很小,相比于强谐振区损耗小、透射率高.当不同方向上的磁导率绝对值大小相近时,负折射现象与聚焦效应最明显.因此我们选用14.5MHz作为我们测试该超材料对电磁波聚焦效应的实验频率。

3基于非正定磁介质部分聚焦效应的数值仿真

运用基于有限元技术的COMSOLMultiphysics软件模拟在磁偶极子产生的磁场中插入非正定磁介质和空气介质时磁场强度的分布情况.数值仿真的二维模型如图3(a)所示,磁偶极子T和观测点R之间的距离为50cm,II区域的宽度为10cm,其中非正定磁介质的单元尺寸如图1所设定.设四周的边界条件为散射边界条件,选取14.5MHz作为实验频率,此时非正定磁介质的磁导率张量如式(3)所示.由于磁场强度在非正定磁介质中以指数形式增强,因此可通过对比近场区磁场在观察区域内的强度分布来验证非正定磁介质对电磁波的聚焦效应.图3(b)表示I,II,III区域为空气介质;图3(c)表示I,III区域为空气介质,II区域为插入的非正定磁介质时,近场区磁场强度Hy随y轴方向距离的增加而变化的二维分布图像.通过对比磁场强度的变化情况发现:从磁偶极子T到观测点R这段距离,图3(c)的磁场强度衰减较慢,同时在观测点R处,图3(c)中的磁场强度明显大于图3(b),出现能量聚集现象,说明磁偶极子的近场区场强经过非正定磁介质后,在它附近得到了很大的增强,非正定磁介质对近场区磁场具有明显的增强效应.仿真研究与理论分析具有较好的一致性.

4结论

本文利用数值仿真方法,研究了基于平面圆螺旋结构的非正定磁介质在兆赫兹频段的倏逝波部分聚焦效应.通过对比在磁偶极子的近场中插入非正定磁介质与空气介质时磁场强度变化的空间分布图发现,如果在发射线圈和接收线圈之间插入10cm厚度的平面圆螺旋超材料,可以显著地提高磁共振耦合无线电能传输系统的传输效率和距离.这一结论对于无线电能传输技术的实际应用有一定的指导意义.

无线电论文范文第9篇

无线电液控制技术的基本工作原理:首先,无线电液控制系统将操作者或机器的控制指令进行数字化处理(包括对信号的滤波,A/D转化等处理),变为易于处理的数字信号;其次,对数字指令信号进行编码处理;再次,指令信号在经发射系统进行数字调制后,通过发射天线以无线电波的方式传递给远处的接收系统。最后,接收系统通过接收天线把带控制指令的无线电波接收下来,经过解调和解码,转换为控制指令,实现对各种类型阀的进行控制。

由于无线电液控制技术在工程机械领域占有重要地位,它也越来越受到各国的重视,都投入了很多的技术力量和资金进行研究开发。虽然红外遥控也可以实现电液控制技术的远程遥控,但是由于红外遥控存在对工作背景要求高、能耗高、传输距离短(一般不会超过10米),且必需在同一直线上,中间不能有任何障碍物以及易受工业热辐射影响等缺点,使得无线电液控制技术成为当前研究的主要方向。

二、无线电液控制技术的研究现状及趋势

(一)无线电液控制技术的研究现状

最初,遥控电液控制系统都是采用有线遥控方式进行的。早在60年代初期,人们就能利用拖缆遥控装置来控制液压机械上的手动、电液多路阀,操作时通过拖缆遥控装置上的双向单轴摇杆输出线性比例信号来控制电液比例多路阀,线控盒摇杆的信号完全能模拟液压多路阀上手动拉杆的动作。虽然这种方式也可以使操作人员在作业区外对机械设备进行操作控制,但是由于控制信号在电缆线中的衰减,使得遥控的距离有限,同时由于电缆线的存在,影响了操作的灵活性,而且数米长的电缆经常是生产事故中的主要根源。[2]

随着无线电技术的成熟,把无线电技术引入电液控制系统成为了可能。由于无线电液控制技术是通过无线电波来传递控制指令,完全消除了拖缆式遥控装置所带来的故障隐患。但是一开始的无线电液控制系统都只能发射简单的指令,如:打开/关闭等指令。进入70年代后,随着大规模集成电路及专用微处理器的出现,开发出了可靠性更高的手持式无线遥控系统。后来,随着数字处理技术的快速发展,无线数字通信技术的日趋成熟,利用数字通信技术的抗干扰能力强、易于对数字信号进行各种处理等等的优点,使得遥控系统的抗干扰性能逐步提高,安全性能大大改善;与此同时,模拟集成电路设计的迅速发展,各种高精度的模拟/数字转换器(A/D)和数字/模拟转换器(D/A)的研制成功,并把他们应用到无线电液控制系统中,使得无线电液控制系统不但能够传输开关信号,也能够传输模拟控制量并且对控制指令有较高分辨能力,也就是说,无线电液控制系统不但能够控制普通的电磁开关阀,而且能够控制比例阀。

由于无线电液控制技术既有电液控制技术的优点,又有无线技术的优点,因此它有着很广泛的应用,特别是在工程机械领域中。无线电液控制系统的典型应用场合如工业行车、汽车吊、随车吊、混凝土泵(臂架)车、盾构掘进机的管片拼装机等。

80年代初,美国KraftTeleRobtics和约翰·迪尔等公司,相继开发出无线遥控系统,并应用于挖掘机中,成功推出遥控挖掘机。其中,比较典型的是约翰·迪尔公司的690CR型遥控挖掘机。

1983年,日本小松制作所研究开发了各种工作装置的微动控制和复合动作的无线电操纵,并成功改装PC200-2型液压挖掘机。

1987年,德国HBC公司研制成功应用于工程机械领域的工业无线电遥控装置。这种遥控装置采用了先进的数字化通信技术,传输的比例控制信号安全、可靠和实用,并对发射的指令有很高的分辨率;在接收端使用模拟技术可以使执行机构的加速、减速动作与无线电遥控装置发射器上的动作完全成比例,从而实现对执行机构的无级控制。利用它,结合电液比例伺服驱动机构、液压比例多路阀和电液比例减压阀及普通电磁控制开关阀,就可以实现工程机械的无线遥控。德国HBC无线电遥控系统采用的比例输出信号(0-5V/10V、4-20mA、PWM0-2A)可与多个厂家电液多路阀信号匹配,可模拟手动操作方式达到与液压控制系统互相间的协调。

与国外对无线电液控制技术的研究应用相比较,国内则相对比较晚,技术相对也落后一些。上海宝山钢铁公司于1997年引入HBC无线遥控系统、意大利FABERCOM的比例液压伺服模块,对黄河工程机械厂生产的ZY65型履带式装载机进行了遥控改造,使其成为一台遥控装载机。

(二)无线电液控制技术研究趋势

随着数字通信技术和超大规模集成电路的高速发展,把数字通信技术和高性能、高集成度的集成电路应用到无线电液控制技术中,使得无线电液控制器的性能更加完善,可靠性更加高。它们都推动着无线电液控制技术的发展,具体表现在以下几个方面:(1)超大规模集成电路的飞速发展使无线电液控制器硬件电路的可靠性提高,同时为实现更强大的(下转第152页)(上接第193页)功能提供了可能性;(2)数字通信技术提高了无线电液控制器的性能;(3)纠错编码技术提高了无线电液控制器的抗干扰能力。

三、无线电液控制技术在盾构管片拼装机中的应用

盾构管片拼装机是一六自由度机械手,由电液比例多路阀控制各个方向执行器动作,实现管片的拼装。利用无线遥控系统控制电液比例多路阀的先导级就可以控制进入多路阀的流量。采用电液比例技术能提高管片机的拼装速度,有效地降低工程造价。

四、结语

由于无线电液比例技术具有多方面的优点,在工程机械领域得到了广泛的应用。将无线遥控技术应用于盾构管片拼装机系统,将具有重要的工程应用意义。

【参考文献】

[1]郑贵源.无线遥控装置在工业控制中的应用[J].机械与电子,1997,(2).

[2]李水平.工业遥控器在起重机上的应用[J].设备管理与维修,1997,(9).

[3]马宏远.钢铁工业中的无线遥控和计算机无线数据通信[J].钢铁技术,1999,(6).

【摘要】文章综述了无线电液控制技术的国内外研究发展现状及趋势,结合盾构管片拼装机探讨了其在工程机械领域的应用。

无线电论文范文第10篇

关键词:数字广播软件无线电世界数字广播(DRM)DAB

1数字调幅广播技术的发展

1.1广播技术的发展

从20世纪二十年代开始,商业广播先后在美、苏、英、德、法、中等国开播,在此后的近百年时间,广播作为重要的传媒工具,受到各国的重视。广播无后经历了中波调幅、短波调幅、调频、调频立体声几个阶段,表1罗列了部分国家的广播发展情况。

表1世界主要国家的广播发展情况

中波短波调频调频立体声

美国192019421941/

苏联1922192919461960

英国192319381955/

法国1923193619501954

德国1923192919491958

中国1923193419741979

日本1925193519571969

1.2调幅广播的优势

尽管调幅广播的带宽只有9kHz或10kHz,音质无法与调频立体声相比,但是由于调幅广播发展时间最久,全球标准统一,在任何地方购买的收音机在全球各地都能使用,接收工具简单,而且可以方便地进行室内、外的便携接收与车、船中的移动接收。因此至今它仍然是世界上使用最广泛的广播媒体。

短波国际广播则由于在国际交往中的极端重要性与最适合对象为财力处于中下层的听众,所以各国仍继续大量投资支持短波业务。

今天,世界上有160多家国际广播电台在进行着无形的“星球大战”。美国之音(VOA)的一项研究甚至认为:未来40年没有其它媒体能以相同的优点替代。据统计,全世界现在已有3333座短波发射台,12590府中波发射台,25亿台调幅收音机,其中7亿台可收短波广播。

1.3DRM的产生

由于调制广播的竞争,音、视频数字化的发展,传媒手段的多样化和九十年代开始的全球数字化浪潮,使许多广播机构认识到,调幅广播必须数字化才能适应竞争日益激烈的传媒环境,纷纷开始了数字调幅广播的试验。

德国电信(DT)从1994年11月开始进行数字中被广播的试验。法国汤姆喀斯特(Thomcast)公司则从1995年起斥巨资进行数字调幅广播系统的开发,并从1996年6月起演示了它的天波(SKYWANE)2000系统,到1998年4月,研制中的数字调幅广播系统已至少有6个。

1994年,电联曾要求各成员国提出数字系统的建议,并建议建立一个世界性的集团以评估不同的方案,最终提出单一的建议由电联推荐各国使用,由此诞生了DRM。DRM的全称是DigitalRadioMondiale,其中Mondiale为法文,即“世界数字广播”集团(Consortium)。DRM于1998年3月在中国广州宣告成立。到2002年2月,DRM已有来自27个国家的正式会员(Fullmembers)47个,和非正式会员(Associatemembers)25个。

1.4国内外数字调幅广播技术发展情况

目前,欧洲和北美的一些国家均研制了DRM接收设备,这些接收设备更接近于专业接收设备,主要采用计算机插板方式,绝大多数的解调、解码工作均由基于DSP和计算机CPU的软件完成,它们具有便于软件更新,可以方便适应不同标准和新业务,便于在线测试,可以方便地使用各种分析工具等优点。同时具有体积大(一般需计算机,也有较小的),功耗大(普通干电池无法满足工作),不兼容原有设备等缺点。客观地讲,这些设备只能算作实验性质的设备,不具备投放市场的能力。

我国在数字广播领域与国际完全同步(DRM集团在我国成立足以说明),国内已经有了类似的产品,水平与国外产品没有明显珠差距。

图2

1.5DRM技术发展的机遇与挑战

DRM系统已基本成熟,即将进入实施阶段。但是,一项新技术能否在全球推广,技术本身的先进性与可行性虽是前提,却远非决定因素,市场条件和消费者的接受程度十分关键。历史上已经有不少成功的经验与失败的教训,DRM也把实施问题看作为严重挑战,还把影响国家或地区一级启动新技术的因素归纳为以下几点:①技术变更的步伐;②进口或出口控制;③市场成熟性;④财富或个人可支配的收入(PDI);⑤法规;⑥消费者是否是新技术的早期采用者。

为使DRM取得成功,需要处理好三个关键性因素,即广播机构/网络运行者、接收机制造商与听众之间的关系。可以列出以下的实话依赖关系表(见表2)。

表2实施依赖关系表

参与者依赖性关键推动者

广播机构/网络运行者接收机可用性听众市场频谱可用性

法规协议

发射机可用性

接收机制制造商内容可用性听众市场低知识产权费用

市场规模

广播机构签约承担义务

芯片组可用性

听众接收机可用性内容可用性信息的需要

接收机的费用

明确的独特销售点

1.6DRAM在我国发展的前景

我国是AM广播的大国,新世纪开始实话的西部创新工程还将进一步扩大AM广播的规模,提高广播覆盖率与改变边远地区空中秩序。

1998年的广州会议已注意到了中国这样的大国不容易由调频(FM)广播覆盖(注:中国的陆地面积与欧洲大致相当,比美国本土大200万平方公里,中国最小的浙江省相当于比、荷、丹三国的总和,新疆则相当于三个欧洲大国德、法、西的总和),因而数字调幅广播具有很大的市场。由于许多重要的国际广播机构一直积极参与DRM的活动,今后这些机构很可能较早地开始数字化的短波国际广播,从而使他们的国际广播效果大大改善与具有良好的抗干扰性。

我国虽然从1997年起就一直关注与跟踪数字AM广播的发展,北京广播学院还进行了计算机模拟试验。但鉴于DRM很快进入实话阶段,美国开发与评价IBOCDAB技术有较大进展,日本也参加了DRM,因此应该更加积极地创造条件,早日在我国开展相应的实验室与现场测试,积累自己的数据(中国地形复杂,横跨寒、温、热三带,电离层条件也不同),并争取有自己的知识产权,还要利用作为国际电联与亚广联成员的条件和参加各种国际会议与相关活动的机会,积极了解国际新进展,调整与确定发展我国数字声音广播的方针政策与计划日程,积极维护中国在二十一世纪数字调幅广播领域的权益。

2软件无线电技术的发展

软件无线电技术是近年来新兴的一种技术,它最早由MITRE公司的约瑟夫·米托拉(Joseph.Mitola)在1992年5月“美国远程系统会议(NationalTelesystemsConference)”上提出。该项技术一经提出就在世界上产生了重大影响,受到了各方的高度重视。

软件无线电技术的核心思想是软件无线电技术将宽带的A/D变换器尽可能的靠近射频天线,即尽可能早的将接收到的模拟信号转化为数字信号,最大程度上通过DSP软件来实现通信系统的各种功能。图1为理想软件无线电系统组成框图。

作为软件无线电技术载体的软件无线电电台是“用软件定义波段、调制方式、信号波形的电台。信号波形由数字信号采样产生,用宽带的数模转换器转换成模拟信号,可能还要由中频上变频到射频。类似地,接收机使用宽带的模数转换器获得该软件无线电电台节点所有波段的信号。接收机用通用处理器上的软件完成信号的提取,下变频和解调。”(约瑟夫·米托拉给软件无线电电台做的定义。)

理想的软件无线电电台应该拥有在全频带工作的能力,具有极大的灵活性,任何功能的改变或增加都可以通过软件升级来完成。由于实际条件的限制,比如宽带前端射频模块的性能不够理想、宽带A/D/A的工作带宽和采样速率有限、DSP的处理能力不足、总线数据受限等,导致在目前的技术条件下无线实现上述理想软件无线电系统。为了使得软件无线电技术可以应用于实践,就在理想软件无线电系统的基础上增加了若干限制条件,使得软件无线电牺牲了一些灵活性,换来了可实现性。

考虑到DRM目前的牺牲性,为了减小研发的风险,可以考虑采用软件无线电技术研制发射接收设备,在目前模拟数字混合暑期可以兼容原有的模拟设备,随着社会的发展,当DRM技术成为主流技术时通过软件升级就可以将用于兼容的资源专用作数字广播质量的提升,从而最大限度的保护用户的利益。

3基于软件无线电技术的DRM系统

3.1DRM的主要标准介绍

2001年4月4日ITU已通过DRM的标准建议书为ITU-RBS.1514,2001年9月通过欧洲标准为ETSITS101980V1.1.1。单个调幅频道码率可达24kbps,双频道可达72kbps。在ETSITS101980V1.1.1标准中,主要规定了了频道使用模式、信源泉编码方式、复用情况、信道编码与数字调制方式等内容。

具体来说DRM信号有三种频道使用模式:半个频道、一个频道和四个频道。半个频道的模式可以用作模拟和数字同播,作为模拟和数字广播的平滑过渡的方法。信源编码推荐了四种方式:MPEG-4AAC(高级音频编码),MPEGCELP(刺激线性预测编码),MPEGHVXC(谐波矢量刺激编码),SBR(频带复制编码)。复用情况比较复杂,包括信道复用、帧复用、业务复用、数字复用等。信道编码与数字调制方式包括扰码生成多项式(x9+x5+1)、TCM编码方式采用删除卷级码与QAM调制结合的方式,交织深度分为短交织(交织长度为0.4s)和长交织(交织长度为2s),数字调制方式采用OFDM和QAM调制。

3.2国外同类产品(SKYWAVE2000)的性能

SKYWAVE2000采用的基本技术情况如表3所示。

表3SKYWAVE2000采用的基本技术情况

频谱适用波段LF、MF、HF

带宽选择复用

与现有范围的兼容YES

带外发射与发射机Tx有关

单频网络支持YES

频谱掩蔽在选定的带宽内为矩形

系统特性调制/信道编码TCM+RSOFDM/QAM(8、16、64、256)

混合/同播方式YES(DSB/VSB)

音频编码MPEG-2Layer3,在电路实施中等待MPEG-4

灵活性YES

交织深度长交织6.6s

短交织0.3s

比特率Min6kbps

Max36kbps

灵活性YES

发射机峰值/平均值功率比4-8dB(与工作模式有关)

SKYWAVE2000的数字编码与调制原理框图见图2。

3.3基于软件无线电技术的DRM系统接收机

鉴于广播的特点:带宽窄,一般为9kHz~10kHz;信号动态范围大,短波波段的动态范围高达120dB以上。在软件无线电电台选用实现方案方面必须予以考虑。根据文献[2]的论述,选择了基于中频采样技术的体系结构:在A/D/A与天线之间增加一个宽带变频模块,将全频带的信号变频为一个固定的中频,通过对该中频处理实现预定的功能。图3所示为中频采样软件无线电系统的组成框图。

3.4基于软件无线电技术的DRM系统发射机

由于广播自身的特点,相比于接收机,发射机的研制更为复杂。基于软件无线电技术的DRM系统发射机由三个较为独立的子系统:数字编码与调制子系统、模拟处理子系统和发射子系统组成,其组成框图及相互关系见图4。

数字编码与调制子系统主要负责数字信号处理和幅度、相位的计算;模拟处理子系统负责将I、O的基带复信号变换到无线发射频率的调相信号或幅相信号;发射子系统实现功率放大及信号发射。

图5

3.5基于软件无线电技术的DRM系统工作原理

基于软件无线电技术的DRM系统工作原理如图5所示:

图5中,信源编码、复用、能量分集、信道编码、交织、数字基带的OFDM映射部分的功能将在数字编码与调制子系统中利用计算机的处理器、DSP处理器以及专用芯片等通过软件编程来实现。而无线射频信号的生成、稳定载波的产生等模拟处理功能将在模拟处理子系统中通过DDS、I、Q调制器等技术或专用器件实现。

数字广播领域市场广阔,具有很好的发展空间,目前世界各个主要发达国家都在此领域投入了相当的人力、物力、财力。我国在这一领域的研究水平与国际同步,更不能放弃这一优势。

软件无线电技术一经提出就被认为是无线电领域的一场革命,近年来“软件无线电”的思想已经渗透进入了仪器仪表、自动控制、信号处理等诸多领域。我国在这一领域的研究也得取了显著的成果。

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