導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇天線技術(shù)論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

2、4G移動通信技術(shù)的安全缺陷繼解決措施

病毒，一般來說，是有些計算機操作人員惡意制造的一些計算機操作指令，載入在一些人們常用的軟件和網(wǎng)頁當中傳播，破壞計算機的信息安全。病毒對網(wǎng)絡(luò)通信的破壞是猝不及防的，而且其傳播速度很快，在很短的時間內(nèi)能讓成千上萬的文件或者程序受到攻擊。而且病毒自身繁殖性也很強，一旦遭到病毒侵害的程序就會自身復(fù)制，能夠像生物病毒一樣繁殖下去，對通信安全將造成巨大的危害。黑客，一般都擁有大量的計算機相關(guān)的技能，能夠輕易侵入別人的電腦或者拿別人的電腦當跳板再入侵其他的電腦來竊取用戶信息，或者破壞通信信息安全。黑客非法地對國家政府、軍事情報機關(guān)的網(wǎng)絡(luò)、軍事指揮系統(tǒng)、公司企業(yè)的計算機系統(tǒng)進行竊聽、篡改，以達到危害國家安全，破壞社會穩(wěn)定，致使企業(yè)造成損失，這將對用戶的通信安全產(chǎn)生巨大的威脅。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或者瀏覽器本身存在的安全缺陷，極易被一些惡意軟件攜帶的病毒攻擊，而這些病毒經(jīng)常不容易被發(fā)現(xiàn)，最終對通信和信息交換造成破壞?？萍疾粩嗟匕l(fā)展，我們有信心解決以上提出的安全問題，為了有效地解決，我們在4G移動通信技術(shù)研究和開發(fā)的過程中一定要嚴密把控各方面的環(huán)節(jié)，確保第四代移動通信技術(shù)對于用戶數(shù)據(jù)的信息安全。采取增加網(wǎng)絡(luò)防火墻，使用更加復(fù)雜的秘鑰等措施，提高系統(tǒng)的抗攻擊能力，在不影響數(shù)據(jù)安全和完整性的前提下，同時提高系統(tǒng)的恢復(fù)能力。同時，各國政府也要成立專門的機構(gòu)，出臺相關(guān)的法律法規(guī)，增加對網(wǎng)絡(luò)安全管理人員的培養(yǎng)，普及安全知識，同時加大對安全保護措施的投資力度，對危害通信安全和網(wǎng)絡(luò)安全的不法分子嚴懲不貸。

篇2

2數(shù)據(jù)庫自動分片設(shè)計

管理系統(tǒng)在運行中會產(chǎn)生大量的寫操作，進而帶來頻繁的磁盤I/O操作，在大數(shù)據(jù)下，最好采用將數(shù)據(jù)庫分布在多臺服務(wù)器上，即分片［7］。本文采用Auto-Sharding(自動分片)及Replic-Set(復(fù)本集)相結(jié)合的方式來減輕單個數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的負載，即在每臺Server上各自運行一個實例，組成一個Replic-Set，最后再各運行一個實例，組成ConfigServer。直接執(zhí)行Addshard操作即可增加分片以緩解服務(wù)器的壓力，實現(xiàn)動態(tài)擴展。分片的實現(xiàn)重點在于片鍵設(shè)計。本文將保存天線參數(shù)信息的集合聲明了一個復(fù)合片鍵{Lacci:1，Day:1}。當來自不同的小區(qū)(可以根據(jù)Lacci進行判斷)向集群系統(tǒng)插入數(shù)據(jù)時，可以預(yù)計到在大部分情況下，同一小區(qū)的數(shù)據(jù)會落在單個塊或片上。

3數(shù)據(jù)庫查詢的實現(xiàn)

數(shù)據(jù)查詢功能為本數(shù)據(jù)庫設(shè)計的重要功能之一。數(shù)據(jù)庫將小區(qū)信息、天線參數(shù)等相關(guān)的數(shù)據(jù)信息根據(jù)用戶的要求，以界面或報表的形式全部或部分的顯示給用戶?；诒緮?shù)據(jù)庫的設(shè)計，用戶通過數(shù)據(jù)查詢菜單進入相應(yīng)查詢界面，獲取小區(qū)信息、終端信息及告警信息等。實現(xiàn)“天線工程參數(shù)查詢”功能的工作流程如圖3所示。為了實現(xiàn)小區(qū)天線參數(shù)查詢功能，客戶端需要向數(shù)據(jù)庫發(fā)送2次請求，用戶根據(jù)需求，向控制器發(fā)送查詢請求，控制器處理查詢命令，對相應(yīng)的小區(qū)進行信息查詢，待小區(qū)返回信息后，將用戶的查詢命令發(fā)送至對應(yīng)小區(qū)，根據(jù)需求讀取有用信息，并返回給用戶。跟關(guān)系型數(shù)據(jù)庫相比，由于省去了大量的多表連接操作，實際上查詢的效率要高于基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的多表連接查詢。查詢工作的SQL語句如下。

4數(shù)據(jù)庫備份與恢復(fù)

數(shù)據(jù)安全在數(shù)據(jù)庫設(shè)計中有很重要的地位。在各種意外情況下，如計算機硬件故障等，對數(shù)據(jù)庫進行備份和恢復(fù)能夠保障數(shù)據(jù)的完整性和安全性，使得數(shù)據(jù)損失降到最?。?］。本數(shù)據(jù)庫設(shè)計的備份選用的是副本集的方式［7］:在主節(jié)點上進行操作，寫入的數(shù)據(jù)被一步地同步到所有的從節(jié)點上，并從主節(jié)點或從節(jié)點上讀取數(shù)據(jù)，如果主節(jié)點由于某些原因斷線，會自動將一個從節(jié)點提升為主節(jié)點。在查詢分析器中運用SQL語句完成數(shù)據(jù)庫的備份和恢復(fù)。在數(shù)據(jù)庫管理界面中，用戶通過數(shù)據(jù)庫備份與恢復(fù)功能進行相應(yīng)操作，確保數(shù)據(jù)的正確行和完整性。

篇3

現(xiàn)在，各行各業(yè)在發(fā)展過程中在節(jié)能環(huán)保方面都有了新的要求，因此，為了更好的適應(yīng)時代的發(fā)展變化，農(nóng)業(yè)在發(fā)展過程中一定要非常的穩(wěn)定，這樣才能更好的保證糧食供應(yīng)不會出現(xiàn)任何問題。在農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中，水利工程對其發(fā)展有很大的保障作用。因此，在農(nóng)田水利方面也要重視高效、節(jié)能以及環(huán)保方面，這樣才能更好的推動農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在農(nóng)田水利技術(shù)方面，我國已經(jīng)有了很大的發(fā)展，在水資源的利用效率方面有了很大的提高，同時，對作物的水分也需求進行信息采集，因此，能夠更好的對水量進行控制。在對理論進行研究的時候，前期是比較單一的，只是對單純的土壤水分進行了水分控制研究，因此，現(xiàn)在，研究理論已經(jīng)向多元化方向發(fā)展了，在這種情況下，能夠更好的對全方位的水分轉(zhuǎn)移進行規(guī)律性研究，同時，對水分的承載體也進行了更多方面的研究。在研究對象方面不僅僅進行了水分的研究，同時對養(yǎng)分和水熱情況也進行了分析。這樣能夠更好的對不同條件下的灌溉進行研究，同時，在灌溉時候也能制定出不同的方式，在制定灌溉方式的時候，要對植物的生長規(guī)律進行必要的研究，同時，對生長環(huán)境也要進行分析，這樣才能更好的促進植物的生長。農(nóng)田水利工程在節(jié)水方面要建立一個非常嚴謹?shù)睦碚擉w系，這樣能夠保證研究方面更加的科學，同時也能更加的系統(tǒng)。農(nóng)田水利在水系研究方面研究的對象非常多，其中包括地表水、農(nóng)田大氣水、土壤水、地下水以及植物水進行研究，在研究的過程中要對其相互之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系進行掌握，這樣能夠更好的對農(nóng)作物的水分蒸發(fā)量和流域的蒸發(fā)量進行計算，在研究的過程中，要將農(nóng)田水利工程的高效性和節(jié)能性作為工作的目標。在對節(jié)水高效模型進行研究的時候，要對相關(guān)的重點進行研究，同時對相關(guān)的方法也要進行重視。對農(nóng)作物的水分研究從單一的研究領(lǐng)域向更廣的范圍進行研究，能夠更好的對水分的空間性進行研究，同時也能更好的對分布規(guī)律進行研究。在對農(nóng)田水利進行研究的時候，針對傳統(tǒng)的農(nóng)作物主要有小麥、水稻和玉米，這些農(nóng)作物是大規(guī)模種植的，因此，在進行現(xiàn)代農(nóng)田水利研究的時候要從這些農(nóng)作物的研究中走出來，研究的方向要向經(jīng)濟作物轉(zhuǎn)移，這樣能夠更好的滿足現(xiàn)在的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，同時，在研究過程中，對不同的作物在不同的階段的水分情況進行研究，這樣能夠更好的掌握其水分需求變化，同時，對植物的生長狀態(tài)要進行研究，這樣能夠更好的保證農(nóng)田水利節(jié)水建設(shè)的實現(xiàn)。在經(jīng)過了嚴謹?shù)难芯糠治鲆院?，可以對農(nóng)作物的灌溉水量進行控制，同時，為了更好的實現(xiàn)節(jié)約和高效的目的，可以建立必要的基礎(chǔ)保障措施，這樣能夠更好的做到適度的調(diào)節(jié)。

1.2設(shè)備、材料的節(jié)水研發(fā)

在節(jié)水灌溉設(shè)備方面有了很多的變化，現(xiàn)在，主要應(yīng)用的設(shè)備有外混式自吸泵、新型金屬快速接頭、地面移動鋁合金管道系統(tǒng)設(shè)備、田間閘管系統(tǒng)設(shè)備、調(diào)壓給水栓、豎管萬向座、恒壓噴灌設(shè)備、絞盤式噴灌機、折射式微噴頭、旋轉(zhuǎn)式微噴頭、微灌用壓力-流量調(diào)節(jié)器、微噴連接件、水動式施肥泵、水動反沖洗沙過濾器、平面迷宮式滴頭、毛管移動機具、滴灌設(shè)計CAD系統(tǒng)、地下滴灌專用滴頭、經(jīng)濟型內(nèi)鑲式滴灌管及配套設(shè)備、波涌灌設(shè)備、U型防滲渠道施工機械、SYZW-1智能型量水儀、WIS-2智能型量水儀、長喉槽量水槽等24種節(jié)水新設(shè)備，其中16種產(chǎn)品實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。在節(jié)水新材料研究上，提出了適合U型渠道襯砌構(gòu)件的混凝土配合比，選用焦油塑料膠泥條和遇水膨脹橡膠止水條作為預(yù)制襯砌渠道伸縮縫材料，較好地解決了渠道接縫滲漏問題。

1.3農(nóng)用水資源的合理開發(fā)及農(nóng)業(yè)節(jié)水新技術(shù)研究

在水庫灌區(qū)建立流域水資源的優(yōu)化調(diào)度模型能夠更好的對徑流的水量進行控制，同時對儲蓄的水量和灌區(qū)的農(nóng)作物的種植結(jié)構(gòu)進行結(jié)合，這樣能夠更好的保證輸水的能力，進行更好的分析，能夠更好的對水資源進行合理的配置，同時也能更好的實現(xiàn)水資源的優(yōu)化調(diào)度，對提高供水效率非常有幫助。在灌溉水源非常多的地區(qū)，要將灌溉區(qū)的地表水和地下水進行聯(lián)網(wǎng)，這樣能夠更好的在優(yōu)化水資源方面進行配合，同時，在自動化控制技術(shù)方面也能取得很好的效果。農(nóng)田在灌溉方面要實現(xiàn)分散水源集中控制，這樣能夠更好的實現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度，同時，也能更好的對有限的水資源進行更好的利用，這樣能夠更好的提高灌溉的效率。在輸水和配水的環(huán)節(jié)上也要進行節(jié)水工程設(shè)計，在施工技術(shù)方面也要進行提高，這樣能夠更好的形成集成灌溉的模式。在膜下滴灌技術(shù)中，能夠更好的通過滴灌的方式來使農(nóng)作物的根系更好的吸收水、肥和農(nóng)藥，這樣能夠更好的保證農(nóng)作物的生長，同時，也能更好的保證農(nóng)作物生長過程中水分的充足。

2農(nóng)田水利科技發(fā)展方向

2.1作物節(jié)水高效灌溉制度研究

為了以最少的灌溉水投入獲取最高利益，應(yīng)制定相應(yīng)的灌溉方案，包括農(nóng)作物播種前及全生育期內(nèi)的灌水次數(shù)、灌水時間、灌溉定額。在灌區(qū)開展不同作物、不同生長條件下的耗水量研究，特別是隨著作物種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，應(yīng)加大對各種經(jīng)濟作物的耗水量研究，尋求作物在不同生長環(huán)境條件下的節(jié)水高效規(guī)律。以此為基礎(chǔ)，制定灌區(qū)在不同的供水、氣象、農(nóng)藝、管理等條件下的節(jié)水高效灌溉用水方案，采用現(xiàn)代化手段進行灌區(qū)實時灌溉預(yù)報，指導(dǎo)農(nóng)民進行灌溉。

2.2農(nóng)業(yè)節(jié)水設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化

根據(jù)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向高效集約化經(jīng)營發(fā)展的趨勢，節(jié)省勞力、生產(chǎn)效率高、自動化程度高的節(jié)水灌溉機具應(yīng)成為今后研究、開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的重點。如機械移管的噴灌機具，地下滴灌設(shè)備，大、中、小型的渠道防滲襯砌機具，農(nóng)田精細平地、開溝、打畦機具，各種自動閥門，以及灌溉自動化控制設(shè)備等。

2.3高新技術(shù)的應(yīng)用研究

目前農(nóng)田水利建設(shè)中突出問題就是水資源的匱乏，由于用水的減少，在農(nóng)田灌溉上的供需關(guān)系就會出現(xiàn)矛盾，而在農(nóng)田相關(guān)的排水以及灌溉上又十分的復(fù)雜，所以，自動化的智能農(nóng)田水利建設(shè)成為了必然的發(fā)展趨勢，通過各種先進的智能技術(shù)，將可利用技術(shù)有效的轉(zhuǎn)變?yōu)樘岣咿r(nóng)田灌溉和排水的技術(shù)，應(yīng)用到實際的生產(chǎn)中，有效的消除不合理的農(nóng)田灌溉對生產(chǎn)以及生態(tài)的影響。這才是新時代的農(nóng)田灌溉所要發(fā)展的方向。

篇4

1.2編碼調(diào)制油田數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)編碼調(diào)制分為二進制編碼調(diào)制、十進制編碼調(diào)制以及十六進制編碼調(diào)制。十進制編碼調(diào)制的輸入端有10個數(shù)據(jù)連接點，每個數(shù)據(jù)點代表不同的數(shù)據(jù)值。輸出部分的連接點共有4個，形成為8421十進制編碼。該數(shù)據(jù)連接點的排布從左向右為I0~I9，當編碼的數(shù)字首位為0，其他數(shù)字為1時，輸出端編出的碼型序列為0；當編碼的數(shù)字第二位為0，其他數(shù)字為1時，輸出端編出的碼型序列為1；當編碼的數(shù)字第三位為0，其他數(shù)字為1時，輸出端編出的碼型序列為2，以此類推，即為十進制編碼轉(zhuǎn)換原則。十進制編碼比二進制編碼過程復(fù)雜，但保密性能比二進制好。十六進制編碼與十進制編碼過程相類似，但是對9以后的數(shù)字編碼要用ABCDEFG進行編制，當編制的數(shù)據(jù)信息為103131156時，那么接收到的編碼序列即為A3D1F6。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中二進制編碼技術(shù)通常應(yīng)用于傳輸話音信號，其優(yōu)勢為編碼技術(shù)簡化，占用的信道寬；十進制編碼和十六進制編碼技術(shù)應(yīng)用于傳輸視頻信息與數(shù)據(jù)信息，這兩種編碼技術(shù)保密性能佳，并且在傳輸數(shù)據(jù)信息中添加了冗余碼與糾錯碼，可保證傳輸信息的有效性。

1.3移動天線射頻移動天線射頻技術(shù)中的設(shè)備根據(jù)俯仰角度不同，分為全向天線與定向天線兩種類型。全向天線由于覆蓋范圍大，發(fā)射功率低，所以容易受到大氣層中電磁波的干擾，使傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號失真，這種設(shè)備多用于油田空曠地區(qū)。定向天線覆蓋范圍小，傳輸距離遠，但是發(fā)射的功率信號只能朝一個傳播方向，如果在大型油田建筑群體設(shè)立單獨的定向天線，發(fā)射的信號就會被障礙物吸收，因此每個建筑通常設(shè)立3個天線，每個定向天線覆蓋的范圍為120°，組成一個全向覆蓋范圍區(qū)域。每個定向天線的俯仰角度控制在15°范圍內(nèi)，定向發(fā)射的頻率為8000Hz。在發(fā)射射頻功率過程中，發(fā)揮主要功能的設(shè)備為耦合器，其結(jié)構(gòu)組成為直流耦合端、輸入端、隔離端及耦合輸出端。

2TD—LTE技術(shù)的應(yīng)用

2.1數(shù)據(jù)傳輸信道TD—LTE無線通信系統(tǒng)的傳輸信道分成等間隔的32個信道，其中上行信道16個，下行信道16個。上行信道負責數(shù)據(jù)的編碼，下行信道負責數(shù)據(jù)的傳輸。上行信道具有數(shù)據(jù)信息編碼和譯碼功能，可以在數(shù)據(jù)編碼過程中添加冗余碼和糾錯碼。在數(shù)據(jù)字符串間添加冗余碼的過程中，上行信道會根據(jù)冗余碼的排列順序進行翻譯，若對等的字符串沒有得到有效的翻譯，編碼器便會重新接收冗余碼，再一次進行翻譯表達，直到油田數(shù)據(jù)終端設(shè)備接收到的數(shù)據(jù)信息與信源設(shè)備輸出的信息一致，才會完成對數(shù)據(jù)信息的譯碼。

2.2油田數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)的組建要根據(jù)不同的IP地址進行劃分，以達到共享石油專網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)資源的目的。IP地址段分為4個區(qū)域段，A類IP地址段為0~127，B類IP地址段為128~191，C類IP地址段為192~223，D類IP地址段為224~239，每個區(qū)域段之間的主機設(shè)備都能夠?qū)崿F(xiàn)遠端控制功能。

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1.引言

碼分多址（code division multiple acce-ss，CDMA）系統(tǒng)作為一個自干擾系統(tǒng)，它存在的多址干擾（Multiple Access Inter-ference，MAI）是限制CDMA系統(tǒng)容量和性能的主要因素。在抗MAI方面，近年的研究主要提出了多用戶檢測、擴頻碼設(shè)計和智能天線技術(shù)[1]。其中多用戶檢測和智能天線技術(shù)在對抗MAI方面效果較突出[2]。然而現(xiàn)有的多用戶檢測只在消除小區(qū)內(nèi)干擾方面取得了較好的效果，而小區(qū)間的干擾問題沒有解決，智能天線技術(shù)很好的解決了這一問題。因此，本文主要探討基于智能天線與多用戶檢測技術(shù)的聯(lián)合抗干擾技術(shù)。

2.聯(lián)合抗干擾模型

智能天線分為圓陣和線陣兩大類。圓陣與線陣相比，能提供俯仰角的估計，不僅能在水平面內(nèi)全向掃描，也能產(chǎn)生最大值指向陣面法線方向的單波束方向圖進行全向波束賦形，直接對準用戶的接收端，還能通過自動調(diào)整各個陣元的加權(quán)因子，來控制其方向圖。故論文以圓陣天線作為接收端的接收天線，以消除小區(qū)間干擾。

圓陣天線的陣因子為：

（1）

其中，An為激勵電流的幅值，在此為一定值，所以討論陣因子時它不作考慮。

是第n個單元的角位置，an為激勵電流的相位，為了方便下面的討論，這里我們假設(shè)an=0。

則由式（1）得：

（2）

（3）

式中：

，

天線的陣因子為：，，wi為各天線單元加權(quán)值。

陣列天線實質(zhì)上是一個空域濾波器，但對小區(qū)內(nèi)存在的干擾并無明顯改善。因此，論文同時引入能有效消除小區(qū)內(nèi)干擾的多用戶檢測技術(shù)。

為了與圓陣天線合理匹配，減小系統(tǒng)復(fù)雜度并減小背景噪聲，我們選擇了多用戶檢測中的線性變換方式的最小均方誤差檢測（MMSE）。

其基本思想是使第k個用戶發(fā)送的信號與估計值的均誤方差值最小。為了使接收端信號的判決比特與發(fā)送端傳輸比特bk之間的均方誤差最小，現(xiàn)定義第k個用戶的線性變換函數(shù)wk，滿足：

（4）

令，K*K階的矩陣表示K個用戶之間的線性變換矩陣，則MMSE準則下的線性檢測問題轉(zhuǎn)換為：

（5）

要求矩陣W以滿足上式，則令：

可以解得最小均誤方差準則下的線性變換矩陣：

（6）

因此，MMSE線性檢測器后的判決輸出為：

（7）

3.仿真

利用Matlab進行仿真。聯(lián)合抗干擾模型分為圓環(huán)陣列天線與MMSE檢測兩個部分。首先，在不考慮系統(tǒng)中所有用戶的地理位置分布情況下，選擇采用圓陣天線作為接收天線和不采用兩種設(shè)置，設(shè)載波波長為，陣元間距d為載波波長的二分之一，即。圓環(huán)陣列天線的陣元數(shù)設(shè)為8，方位角為（-90o，90o），仰角為（0o，90o）。兩種設(shè)置在天線接收信號后都采用MMSE最小均方誤差法對輸出信號進行判決。結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知，只有MMSE檢測的CDMA系統(tǒng)，信噪比從0dB達到8dB的這一過程中，誤碼率性能有所改善，但不明顯。而引合抗干擾的CDMA系統(tǒng)，誤碼率性能已經(jīng)大大下降，達到一個數(shù)量級以上。

圖1 聯(lián)合抗干擾引入前后CDMA系統(tǒng)誤碼率

和信噪比關(guān)系圖

4.結(jié)論

論文論述了基于圓陣天線與MMSE檢測的聯(lián)合抗干擾技術(shù)。提出了使用八陣元圓環(huán)陣列天線作為接收天線，以MMSE檢測作為檢測算法的聯(lián)合抗干擾模型。實驗結(jié)果表明，引合抗干擾后，系統(tǒng)的誤碼率性能明顯改善，系統(tǒng)容量從而得到了提升。

參考文獻

[1]Guerci J.R.，Driscoll T.，Hannigan R.，etc..Next Generation Affordable Smart Antennas[J].Microwave Journal，2014，57（1）：24-40.

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中圖分類號：TN911.22 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）06-0056-01

多天線技術(shù)在廣義上是指使用多根發(fā)送天線或者接收天線的技術(shù)，在鐵路信號傳輸上得到了廣泛應(yīng)用。而空時碼技術(shù)是多天線系統(tǒng)的支撐技術(shù)，應(yīng)用于天線之間距離足夠遠，相關(guān)性足夠小的情況。該技術(shù)可進一步分為基于分集（包括發(fā)射分集和接收分集）的時空碼和基于空分復(fù)用的空時碼?？諘r碼技術(shù)是當前的研究熱點之一，其在空間域和時間域聯(lián)合處理鐵路接收信號的特點可以充分利用空間信號處理技術(shù)和時間處理技術(shù)的優(yōu)勢，有效抵抗符號間干擾，減少多址干擾，增加分集增益一級提高整個天線陣的增益。

在鐵路信號空時碼和MIMO技術(shù)中，通常假設(shè)發(fā)送天線和接收天線分別是獨立不相關(guān)的，然而實際系統(tǒng)對天線設(shè)置的限制，天線之間往往存在一定的相關(guān)性。為了更直接分析相關(guān)性的影響，本文采用平坦衰落MIMO信道進行分析，并假設(shè)發(fā)送天線和接收天線分別呈均勻直線排列。在下面的分析中，設(shè)發(fā)送端和接收端天線數(shù)分別為和，MIMO信道沖激響應(yīng)矩陣為，其中，表示由第個發(fā)送天線到第個發(fā)送天線的平坦信道沖激響應(yīng)。接收天線上的高斯白噪聲獨立不相關(guān)，均值為，方差為。下面具體分析題錄信號中的空間相關(guān)性對多天線技術(shù)的影響。

1 空時分組碼STBC及空間相關(guān)性影響

當發(fā)送天線之間和接收天線之間存在空間相關(guān)性時，假設(shè)相鄰發(fā)送或接收天線之間的空間相關(guān)數(shù)相等，即，對上述STBC方案的性能參數(shù)進行分析：

使用上述參數(shù)仿真計算可知：空間相關(guān)性使得STBC性能惡化，并且隨著空間相關(guān)性的增強，性能損失增加；當相鄰發(fā)送或接收天線之間的相關(guān)系數(shù)小于0.7時，性能損失小于1dB，因此存在較小相關(guān)系數(shù)時，STBC的性能損失較??；當相關(guān)系數(shù)為0.99時，性能損失大約為3dB，因此較大相關(guān)系數(shù)會使得STBC的性能惡化。

2 分層空時碼V-BLAST及空間相關(guān)性影響

3 基于特征空間的MIMO技術(shù)及空間相關(guān)性影響

根據(jù)基于特征空間的MIMO算法，可知系統(tǒng)的頻譜效率為。由此課間，信道互相關(guān)矩陣的特征值是影響信道容量和頻譜效率的重要因素，二空間相關(guān)性影響特征值的經(jīng)驗分布。仿真試驗中假設(shè)發(fā)送天線數(shù)和接收天線數(shù)分別為4，且分別呈均勻直線排列，設(shè)發(fā)送相鄰天線和接收相鄰天線之間的相關(guān)數(shù)相同，即。空間相關(guān)性影響信道互相關(guān)矩陣的特征值分布。當空間相關(guān)性較強時，只存在較少的可利用的特征子信道，進而影響信道的頻譜效率，信道容量隨著空間相關(guān)性的增強而降低。

4 小結(jié)

上述多種多天線技術(shù)都有較為優(yōu)越的性能，但是在譯碼復(fù)雜度、最適于何種信道、對天線的要求又有所不同。總之，多天線技術(shù)可以有效地抵抗衰落的影響，克服功率和容量極限。不同的多天線技術(shù)適用于不同的通信系統(tǒng)，從發(fā)展的趨勢來看，可以將上述多種多天線技術(shù)有效地結(jié)合以適用多種需求。

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篇7

引言

多天線技術(shù)（MIMO）是LTE系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，通過與OFDM及技術(shù)結(jié)合應(yīng)用，能夠?qū)?、時、頻多維信號進行很好的聯(lián)合處理和調(diào)度，使系統(tǒng)的靈活性和傳輸效率大幅度提升。TD-LTE系統(tǒng)集成了TDD的固有特點和優(yōu)勢，能夠很好的滿足非對稱移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用的需求。隨著LTE上涌進程的不斷推進，全球各大電信運營商已經(jīng)大面積部署LTE網(wǎng)絡(luò)，大部分FDD運營商采取了將LTE和3G系統(tǒng)共同部署的策略，基站主要采用2天線，而TDD運營商為了將TDD技術(shù)的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，其基站主要采用4天線和8天線技術(shù)，因此，需要充分了解不同天線技術(shù)各自的特點，從而為TD-LTE的實際部署和后續(xù)發(fā)展提供依據(jù)。

一、多天線技術(shù)

多天線技術(shù)是一種統(tǒng)稱，根據(jù)實現(xiàn)方式的不同可以分為天線分集、波束賦形以及空分復(fù)用三種[1]。從LTE的發(fā)展過程來看，最基本的LTE MIMO形式采用了兩端口的2×2形式。因此，多天線技術(shù)在TD-LTE系統(tǒng)中的發(fā)展及應(yīng)用對于TDLTE的發(fā)展發(fā)揮著非常重要的作用。最優(yōu)的MIMO算法對于不同的天線屬配置來說存在一定的差異。

在TD-LTE系統(tǒng)中，常用傳輸方式主要包括TM2、TM3、TM4、TM7以及TM8，其中2天線主要采用的傳輸模式包括TM2、TM3和TM4；8天線除了支持2天線支持的傳輸模式之外，還支持TM7和TM8，其中TM8模式為R9支持技術(shù)[2]。表1給出了2天線和8天線的上下行對天線模式的支持能力。從表1來看，在上行上都是采用MIMO的分集模式，下行由于采用了模式間的自適應(yīng)技術(shù)，當信道條件較好時會采用雙流技術(shù)，而當信道條件較差時，則采用了單流技術(shù)。

二、2/8天線性能對比

2.1 2/8天線下行信道性能對比

表2給出了2/8天線SU-MIMO的系統(tǒng)性能對比數(shù)據(jù)，基于3GPP Casel-3D場景進行仿真，2天線采用TM4模式，8天線采用TM8模式，均支持單雙流自適應(yīng)。

從表2中的數(shù)據(jù)來看，8天線相對于2天線來說，平均頻譜效率的增益達到了19%，邊緣頻譜效率的增益達到了22%。8天線的性能增益主要是由于其本身的空間自由度更高，能夠形成更窄、指向性更強的波束，使有用信號提高，干擾也大幅降低。同時2天線通過終端反饋碼本的方式存在碼本量化損失，而8天線通過信道互易性得到的信道進行矩陣分解，可以得到更加準確的預(yù)編碼向量。

由于8天線相對于2天線來說具有更大的空間自由度，因此8天線能夠?qū)U-MIMO進行更好的支持。表3給出了8天線的SU-MIMO和MU-MIMO的性能對比，其中SUMIMO采用了單雙流自適應(yīng)技術(shù)，MU-MIMO則采用了2用戶配對的單流技術(shù)。從表中的數(shù)據(jù)能夠看出，MU-MIMO相對于SU-MIMO的平均頻譜效率和邊緣頻譜效率均有15%左右的提升。8天線MU-MIMO模式下，用戶配對準則以及用戶之間的干擾消除的預(yù)編碼算法會在較大程度上影響傳輸性能。

2.2 2/8天線上行信道性能對比

從上行鏈路的性能來看，8天線相對于2天線具有更大的接收分集增益。同時，8天線的空間自由度優(yōu)勢方便基站通過更具優(yōu)勢的接收算法來提升處理增益。表5給出了2/8天線系統(tǒng)上行仿真性能對比，仿真基于理想的信道估計。

接收端通過采用8天線和基于MMSE的干擾消除接收算法，8天線在平均頻譜效率以及邊緣頻譜效率均有50%以上的增益效果，尤其是邊緣頻譜效率的增益接近80%左右。因為8天線具有很好的干擾消除性能，因此8天線的基站上行引入MU-MIMO技術(shù)能夠進一步提升系統(tǒng)性能增益。

三、8天線在產(chǎn)品實現(xiàn)中的挑戰(zhàn)

從前文的分析來看，基于8天線和2天線在物理實現(xiàn)、器件性能方面基本保持一致[3]。但是在實際產(chǎn)品實現(xiàn)方面，兩者之間存在一定的差異，比如天線增益，這些對會對網(wǎng)絡(luò)的實際上下行性能產(chǎn)生不同程度的影響。TD-LTE基于信道互易的8天線技術(shù)方案存在一定的問題?；谟脩舴答伌a本的多天線方案，需要對上行容量進行充分的考慮，因此，一般會選擇較粗的時頻顆粒度進行反饋。但是在TDD系統(tǒng)中，基站能夠通過上下行信道互易性獲取上下行信道信息。因此，在預(yù)編碼計算的過程中不會受到碼本量化帶來的影響。當硬件處理能力較高時，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)所有物理資源塊的波束賦型矩陣的計算，這能夠使得波束賦型與信道條件之間的匹配程度進一步提高，從而促進波束賦型技術(shù)性能的進一步提升。

四、結(jié)語

TD-LTE繼承了TDD的優(yōu)勢和特點，具有較高的靈活性和性能。通過論文的分析可以看出，8天線相對于2天線在平均頻譜效率和邊緣頻譜效率具有更好的性能，同時8天線的MU-MIMO比SU-MIMO在平均頻譜效率和邊緣頻譜效率具有更好的性能。因此，8天線能夠更好的發(fā)揮空間和復(fù)用和干擾抑制方面的優(yōu)勢，能夠進一步提升TD-LTE系統(tǒng)的性能。

參 考 文 獻

篇8

 

（一）引言

隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，基于此技術(shù)的各種應(yīng)用得到迅速發(fā)展。在無線局域網(wǎng)（WLAN）、射頻標簽（RFID）、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)等應(yīng)用中，天線作為無線電設(shè)備中發(fā)射和接收無線電波的裝置，將在很大程度上影響整個系統(tǒng)的性能。這些應(yīng)用也對天線的小型化，全向性，多極化提出來較高的要求。微帶天線以其體積小，重量輕，便于集成等優(yōu)點，在無線通信應(yīng)用中得到了的大量的應(yīng)用與改進。本文就應(yīng)用于特高頻（UHF）頻段的印刷天線進行了小型化的設(shè)計改進，在HFSS中設(shè)計并仿真了一個工作在2.4GHz頻點的印刷曲折型天線。

（二）天線原理與結(jié)構(gòu)

印刷單極天線一般由覆在介質(zhì)層同側(cè)或兩側(cè)的單極貼片和導(dǎo)體地板構(gòu)成，通過微帶線或共面波導(dǎo)進行饋電。

先比較一下曲折型天線相對于鞭狀天線在尺寸上的優(yōu)勢。早期采用的單極鞭狀天線，如圖1（a）所示，集成面積過大，不利于小型化與低成本生產(chǎn)；而采用曲折型結(jié)構(gòu)，如圖1（b）所示，就有效地縮減了單極鞭狀天線的尺寸。

圖1（a）鞭狀天線 （b）曲折型天線

單極鞭狀天線一般采用半波對稱天線的單臂構(gòu)成，即天線臂長，由于天線印制到電路板上，印制天線位于空氣與介質(zhì)板之間，且介質(zhì)板背面無金屬，因為受板材影響微帶天線，天線的諧振長度L應(yīng)由經(jīng)驗公式得出波長的修正值來計算：

（1）

式中，為真空中波長，為有效介電常數(shù)。

有效介電常數(shù)由相對介電常數(shù)與微帶線線寬w以及板厚度h確定

（2）

當采用厚度為1.6mm，相對介電常數(shù)為4.4的FR-4材質(zhì)的介質(zhì)板時，根據(jù)公式計算數(shù)據(jù)在HFSS中優(yōu)化后得到的2.4GHz的諧振天線臂長約為27.5mm，天線尺寸較大，使得應(yīng)用上限制了節(jié)點器件的尺寸大?。欢捎们坌徒Y(jié)構(gòu)改進，使天線的諧振長度縮短到了13.5mm，這樣的尺寸與它的結(jié)構(gòu)使得在無線模塊集成天線時，電路的設(shè)計可以更為緊湊。

尺寸的縮減要以犧牲有效帶寬為代價，此處有效帶寬定義為<-10dB的頻帶寬度。在仿真結(jié)果中可以看到有效帶寬隨著尺寸的縮減而下降。

天線的每一節(jié)曲折部分的長度遠小于頻點對應(yīng)的波長，因此可以考慮用終端短路傳輸線模型等效成電感來考慮其結(jié)構(gòu)對天線的影響。因此，曲折型天線可等效為加載電感的鞭狀天線，曲折型部分正好平衡了單極天線的負虛阻抗部分。天線的輻射特性類似于鞭狀天線，但天線的電流分布將發(fā)生改變，不會再是一個正弦函數(shù)。在此，由于其與鞭狀天線的類似性，不再討論天線的輻射功率，輻射阻抗，以及電磁場的分布。

下面以傳輸線理論簡要分析曲折型天線。根據(jù)傳輸線理論，每一段曲折線部分的輸入阻抗為

（3）

式中， , 為自由空間中的波數(shù)，為有效介電常數(shù)，為每段曲折線長度，即以饋線為中軸垂直線，曲折線部分的一半水平長度。

此處曲折線部分的特性阻抗為

（4）

式中，為每段曲折線間距，為曲折線線寬，波阻抗。

由上述計算式可見，曲折線的間距、線寬、每段長度以及段數(shù)的不同，將改變影響天線的電抗部分，從而影響阻抗匹配到50歐姆的傳輸線小論文。通過計算與軟件仿真，得出匹配到50歐姆傳輸線時的參數(shù)值為：=3mm，=1mm，=4mm，段數(shù)為3。

天線設(shè)計的第一步一般是選擇合適的介質(zhì)基片并確定其厚度h， 因為基片材料的相對介電常數(shù)、損耗正切角tanδ 和厚度h將直接影響微帶天線的性能指標。采用較厚的基片，可以展寬工作頻帶，效率也較高，但是過大會引起表面波的明顯激勵。采用較高的，微帶天線的尺寸較小，但帶寬較窄微帶天線，E面的方向圖較寬。當減小時，可以使輻射對應(yīng)的Q 值下降，從而使頻帶變寬，降低還將減小表面波的影響。

本文所設(shè)計的曲折型天線直接印刷在厚度為1.6mm，相對介電常數(shù)為4.4的FR-4材質(zhì)的介質(zhì)基板上，介質(zhì)板的尺寸為32mm*18mm。具體天線結(jié)構(gòu)與在HFSS中仿真優(yōu)化后使用的尺寸數(shù)據(jù)如圖 2 所示。天線由3個曲折部分與末端延長的部分組成，由50歐姆微帶線饋電。通過調(diào)節(jié)每段曲折線的長度與間距，以及末端延長線的長度，來調(diào)整天線達到合適的諧振長度。

圖2 優(yōu)化后的天線結(jié)構(gòu)與尺寸

（三）仿真結(jié)果與分析

借助仿真軟件 HFSS，天線的參數(shù)的仿真結(jié)果如圖 3 所示。在2.4G處，=-32.7dB。有效帶寬（按-10dB計算）為700MHz左右?？梢姶饲坌吞炀€的帶寬雖然比單極鞭狀天線帶寬減小很多，但對于該頻段的應(yīng)用仍是足夠?qū)挼摹?/p>

圖3 參數(shù)仿真結(jié)果

圖 4 給出了天線在f=2.4GHz頻率點上的 E 面和 H 面方向圖。由天線輻射方向圖可以看出，該天線具有近似全向性能，能夠滿足引言中提到的該頻段的一些應(yīng)用的全向性要求。

圖4 天線在2.4GHz的方向圖

該天線具有成本低、重量輕、易于加工與集成的優(yōu)點，采用曲折線結(jié)構(gòu)，使天線所占面積為：13.5mm×9.5mm，基本滿足了小型化的要求，易于集成在射頻電路板上。

（4）結(jié)論

本文研究了一種曲折型印刷天線。通過采用曲折線結(jié)構(gòu)縮小天線尺寸，與鞭狀天線相比較，該天線具有結(jié)構(gòu)簡單、易于調(diào)整、制作方便的優(yōu)點。該天線在HFSS仿真測試中的數(shù)據(jù)顯示其能夠使用在UHF頻段的一些應(yīng)用中。在改進方面，對于天線可以在饋電位置上做一些調(diào)整，以獲得更好的性能。并且可以將曲折線結(jié)構(gòu)與倒F天線結(jié)構(gòu)相結(jié)合，使天線尺寸得到進一步的縮小。

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篇9

1 引言

XLPE電纜線路在城市供電電網(wǎng)中占有極其重要的地位。X LPE 電纜的安全運行對整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定至關(guān)重要，一旦發(fā)生故障，將引起所轄地區(qū)重大的停電事故，造成較大的經(jīng)濟和社會影響[1]。而局部放電是電纜絕緣故障早期的主要表現(xiàn)形式，它既是引起絕緣劣化的主要原因之一，又是表征絕緣狀況的主要特征量。對電纜局部放電進行檢測是定量分析絕緣劣化程度的有效方法之一[2]。

電纜局部放電檢測是診斷XLPE電纜早期故障的有效方法。局部放電的檢測方法主要包括聲測法、溫度測量法等非電氣測量法和差分法、電磁耦合法、電容耦合法、方向耦合傳感器及超高頻法等電氣測量法。超高頻法是近年來發(fā)展起來的一項新技術(shù)，其原理是利用裝設(shè)的天線傳感器接收由電纜局放陡脈沖所激發(fā)并傳播的超高頻電磁波來檢測局放信號。它的主要優(yōu)點有：抗低頻干擾能力強，能對局放源進行定位，根據(jù)所測信號的頻譜，可以區(qū)分不同的缺陷類型，同時可進行長期現(xiàn)場監(jiān)測，靈敏度能滿足工程要求[3]。超高頻法采用的傳感器大致分為內(nèi)置型和外置型兩類。內(nèi)置型傳感器可以獲得較高的靈敏度，但是對制作安裝的要求較高，最常用的就是電容耦合傳感器。外置型傳感器的靈敏度較內(nèi)置的差些，但是安裝靈活，不影響設(shè)備的運行，安全性高，最常用的是天線傳感器[4，5]。當電纜發(fā)生局部放電時，在超高頻段有豐富的頻率分量，而寬帶平面螺旋天線是檢測超高頻局部放電信號非常有效的傳感器。由此本文通過對阿基米德螺旋天線和對數(shù)螺旋天線兩種平面螺旋天線進行對比，制作了一種工作頻帶在400MHZ～1GHZ的阿基米德螺旋天線，利用高頻電磁仿真軟件Ansoft HFSS對對數(shù)螺旋天線和阿基米德螺旋天線進行了仿真和分析，仿真結(jié)果表明兩種天線在400MHZ～1GHZ有效工作頻帶內(nèi)，都具有較高的靈敏度和優(yōu)越的性能，滿足各項性能指標的要求。

2平面螺旋天線的設(shè)計

2.1 天線的性能要求

為了使天線較準確的采集到XLPE電纜發(fā)生局部放電時所激發(fā)的電磁波信號，必須滿足以下要求：

（l）可以較好的接收信號并且能抑制現(xiàn)場干擾信號；

（2）帶寬和中心頻率要合適，結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，便于使用和安裝；

（3）電壓駐波比小于2，并且具有較高的增益和靈敏度，易于實現(xiàn)阻抗匹配[6]。

2.2 天線的設(shè)計

2.2.1等角螺旋天線

等角螺旋天線是一種頻率無關(guān)天線，天線的形狀由具有一公共軸和相同參數(shù)的等角螺旋線構(gòu)成。天線具有由平衡饋電線饋電的兩個臂，螺旋線的等角臂形成在同一平面上。天線表面非導(dǎo)電介質(zhì)部分的形狀和尺寸與螺旋等角臂的形狀和尺寸全等。一般情況下該天線需視其對工作帶寬的要求，用 1.5～3 匝做成[7]。螺旋線的極坐標表達式為：

（1）

為螺旋線矢徑；為極坐標中的旋轉(zhuǎn)角；為時的起始半徑；為螺旋率，它決定著螺旋張開的快慢。

天線的最低工作頻率和最高工作頻率可以按下式計算：

（2） 其中為螺旋臂起始點到原點的距離，為螺旋臂末端到原點的距離，為上限工作頻率對應(yīng)的波長，為下限工作頻率對應(yīng)的波長。

用Ansoft HFSS軟件做出的天線輻射面如圖1。對數(shù)螺旋天線的各個尺寸為：，，匝數(shù)=1.5，。

2.2.2阿基米德螺旋天線

平面阿基米德天線螺旋線的方程為：。其中為曲線上任意一點到極坐標原點的距離，為方位角，為起始角，為螺旋線起始點到原點的距離，為常數(shù)，稱為螺旋增長率。該天線的參數(shù)計算方法如下：

式中為天線外徑，為天線內(nèi)徑，為上限工作頻率對應(yīng)的波長，為下限工作頻率對應(yīng)的波長。愈小螺旋線的曲率半徑愈小。在外徑相同的條件下，螺旋線總長度越大，終端效應(yīng)越小，波段持性較好。但太小，圈數(shù)太多，傳輸損耗就會加大，通常取每臂大約20圈。螺旋線寬度大一些，其輸入阻抗就低一些。自補結(jié)構(gòu)輸入阻抗理論值，實際結(jié)構(gòu)輸入阻抗約為左右。若螺旋線寬度大于間隙寬度，則可降低輸入阻抗[8]。

用Ansoft HFSS軟件做出的天線輻射面如圖2。阿基米德螺旋天線的各個尺寸為：，，匝數(shù)=22.8，。

2.2.3巴倫的設(shè)計

平面螺旋天線是平衡對稱結(jié)構(gòu)，其饋電方式為平衡饋電。天線傳輸線采用同軸電纜，然而同軸線雖然屬于超寬帶饋電線，并且具有良好的寬頻帶特性，但是其饋電方式為非平衡饋電，因此需要增加平衡饋電到非平衡饋電的轉(zhuǎn)換裝置即巴倫。巴倫一般分為同軸線巴倫、雙面微帶線巴倫、共面微帶線巴倫、三線巴倫和Marchand巴倫五種。本文采用指數(shù)漸變線式的平行雙線微帶巴倫，以此來滿足寬帶平面螺旋天線對于寬帶、平衡饋電的要求。所謂平行雙線分別指微帶線和其對應(yīng)的地板，當微帶線的地板同微帶線本身都應(yīng)用指數(shù)漸變，且變換至同樣的寬度時，就由初始端的非平衡饋電變成了平衡的平行雙線饋電結(jié)構(gòu)，并且在此變換過程中實現(xiàn)了阻抗變換，因此這種指數(shù)漸變線結(jié)構(gòu)巴倫就實現(xiàn)了阻抗匹配和非平衡到平衡的變換[9]。

該巴倫分為正反兩面，雙面均為微帶漸變線。始端寬度不同，接同軸電纜，終端寬度漸變到相等，接天線雙臂。平行雙線漸變線巴倫結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

由于平面阿基米德螺旋天線的輸入阻抗為，所以在工作頻帶內(nèi)由輸入端的變?yōu)檩敵龆说摹Ｆ浞瞧胶舛?/p>

線寬可按微帶線寬計算，[10]。根據(jù)唯一性定理和鏡像原理，其特性阻抗約為同樣寬度的微帶線端口阻抗的2倍，根據(jù)上述計算方法，可得巴倫的各項參數(shù)為，，，[11]。

3 仿真結(jié)果

據(jù)XLPE電纜局部放電的特性，高頻電磁仿真軟件Ansoft HFSS對對數(shù)螺旋天線和阿基米德螺旋天線進行了仿真和分析。如下進行詳細的分析。

天線的介質(zhì)基板選取的是環(huán)氧樹脂板，它的介電常數(shù)，介質(zhì)基板的厚度。

3.1駐波比

電壓駐波比系數(shù)VSWR通常用來表征天線與饋線的匹配情況，計算公式為：，其中：為反射損耗的反射系數(shù)。它與傳輸特性阻抗的關(guān)系為：

，式中：為天線的輸入阻抗；為傳輸特性阻抗。對數(shù)螺旋天線電壓駐波比如圖4所示，阿基米德螺旋天線電壓駐波比如圖5所示。

3.2增益

天線增益是綜合衡量天線能量和方向特性的參數(shù)，通常以天線在最大輻射方向上的增益作為天線的增益，以天線在最大輻射方向的方向系數(shù)作為這一天線的方向性系數(shù)。天線在某方向的增益G是它在該方向的

輻射強度同天線以同一輸入功率向空間均

勻輻射的輻射強度之比，即：

式中：U為天線在某方向的輻射強度；為輸入功率[12]。阿基米德螺旋天線的三維增益方向圖如圖6所示，對數(shù)螺旋天線的三維增益方向圖如圖7所示：

由仿真結(jié)果分析可知，阿基米德螺旋天線具有較小的尺寸、較大的增益、結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點，并且便于安裝使用。因此本設(shè)計采用阿基米德螺旋結(jié)構(gòu)做出了天線實物，并進行了現(xiàn)場測試，天線仿真圖圖8和實物圖圖9如下：

4 結(jié)語

根據(jù)XLPE電纜局部放電的特性，高頻電磁仿真軟件Ansoft HFSS對對數(shù)螺旋天線和阿基米德螺旋天線進行了仿真和分析，仿真結(jié)果表明兩種天線在400MHZ～1GHZ有效工作頻帶內(nèi)，都具有較高的靈敏度和優(yōu)越的性能，能夠滿足各項性能指標的要求，并且設(shè)計了適合于XLPE電纜局放檢測的超高頻天線，天線中心頻率為700MHZ，天線在Z軸正方向具有最大增益值。

設(shè)計采用平行雙線漸變線巴倫經(jīng)50同軸電纜饋電，天線具有超寬頻帶特性，經(jīng)仿真和測量，在整個有效帶400MHZ～1GHZ內(nèi)電壓駐波比小于2， 并且具有較高的增益和靈敏度，可以較好的接收信號并且能抑制現(xiàn)場干擾信號，易于實現(xiàn)阻抗匹配，測試達到了要求。

阿基米德螺旋天線具有較小的尺寸、較大的增益、結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點，被用來檢測XLPE電纜局部放電的超高頻信號，此天線具有便于對電纜局放進行非接觸檢測，其具有較高的靈敏度和良好的方向性，能夠滿足各項性能指標的要求，同時還可以隔離工頻信號和避免空間電暈以及周期性脈沖信號的干擾。

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篇10

中圖分類號：TN820 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）05（c）-0028-02

空間光通信的快速發(fā)展，帶動了光學天線系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)的進步。光學天線系統(tǒng)作為空間光通信設(shè)備，具有自身的優(yōu)勢：體積小，重量輕、功耗低、頻帶寬、通信容量大，等等。卡塞格倫光學天線作為光學發(fā)射和接收天線，其突出的優(yōu)點有[1]：（1）口徑可以做得較大，不產(chǎn)生色差且可用波段范圍較寬；（2）采用非球面鏡后，有較大的消像差能力；（3）可以做到收發(fā)合一。但環(huán)境的變化對天線系統(tǒng)的性能會產(chǎn)生較大的影響。本文對一種典型的卡塞格倫光學天線的鏡體進行了熱變形仿真，并利用了光學仿真軟件CODE-V分析了熱變形對傳輸光束傳輸質(zhì)量的影響。

1 天線鏡體的熱變形對光束傳輸?shù)挠绊?/p>

1.1 鏡體的熱變形分析

我們知道，當鏡子的表面和內(nèi)部存在溫差時，由于玻璃的導(dǎo)熱率低，內(nèi)外部溫差產(chǎn)生的應(yīng)力能使鏡體變形并改變其表面的曲率半徑，尤其是靠近外部的區(qū)域，會出現(xiàn)所謂的“塌邊”或“翹邊”的現(xiàn)象，這一溫度效應(yīng)稱為“邊緣效應(yīng)”[2]。根據(jù)熱彈性力學理論，鏡體由于溫度的改變而產(chǎn)生的形變，主要由三部分組成：鏡體材料溫度升高而產(chǎn)生的自由熱膨脹、邊界固定后不能自由膨脹而引起的和材料的泊松比有關(guān)的形變、熱應(yīng)力而產(chǎn)生的形變[3]。

為了形象地描述鏡體的熱形變，該文利用ANSYS軟件仿真圖[4]，以常溫（20 oC）為起始溫度、壓圈法固定鏡體為例，分析了鏡體隨溫度的升高而發(fā)生的形變。圖1、圖2、圖3分別表示溫度為100 oC時鏡體在X、Y、Z方向的位移。從圖中可以看出，升溫時，天線系統(tǒng)的反射鏡面向外鼓起。鏡體在軸向方向（Z方向）的變化，對光束的傳輸影響最大，當溫度變化為100 oC時，軸向方向（Z方向）的變形量為0.6 ?m。而當溫度降低時，天線系統(tǒng)的反射鏡面向內(nèi)凹陷。由此表明，溫度的變化對鏡體的形變影響還是比較大的。

1.2 鏡體的熱變形對傳輸光束的影響

圖4，圖5分別描述了鏡體變形前后天線的點擴散函數(shù)圖。圖6、圖7分別描述了鏡體變形前后天線系統(tǒng)的MTF圖。圖4、圖5表明鏡體變形前，光束通過設(shè)計的卡塞格倫光學天線，光束能量集中，發(fā)射光束發(fā)散角小，光線分布均勻，實現(xiàn)了卡塞格倫光學天線收發(fā)合一的功能。圖6、圖7表明，鏡體變形后，光束在卡塞格倫光學天線中傳輸時，天線系統(tǒng)的傳輸特性變差。相應(yīng)地，卡塞格倫光學天線的效率發(fā)生了明顯的變化，光束的傳輸達不到鏡體溫度變化前的理想值。這種反射鏡面的熱變形對傳輸光束會產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)、傳輸光束中心移位及光束發(fā)散等影響[5]。在空間光通信中，傳輸光束的偏轉(zhuǎn)、中心移位及光束發(fā)散會造成目標圖像畸變、存在嚴重的像差以及圖像不清晰等等。本文設(shè)計的卡塞格倫光學天線采用了大量的反射鏡面，所以鏡面的熱變形對光束的傳輸影響很大。由此可見，在實際應(yīng)用時，要在鏡面材料選擇、鏡體應(yīng)力釋放方式、鏡體大小選擇等方面進行合理設(shè)計，盡量減小由于溫度變化對鏡體產(chǎn)生的應(yīng)力，以避免出現(xiàn)像差增大和天線鏡面破裂等現(xiàn)象。

2 結(jié)語

該論文研究了卡塞格倫光學天線鏡體的熱變形對傳輸光束傳輸質(zhì)量的影響。光學天線的設(shè)計是空間光通信的重要發(fā)展部分，光學天線傳輸?shù)馁|(zhì)量高低直接影響到信號傳輸?shù)臏蚀_性，所以在系統(tǒng)設(shè)計過程中，應(yīng)該考慮環(huán)境變化對系統(tǒng)的影響。

參考文獻

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