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一种基于三轴正交接收线圈的磁感应透地通信方案
1
作者
王羿帆
杨维
戴蒙天
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期973-981,共9页
为提高磁感应透地通信系统的灵活性和覆盖范围,提出了一种新型透地通信方案,该方案采用单轴空气线圈作为地面发射机天线,用3个相同参数的空气线圈作为接收机天线。首先,对通信信号进行空间分集接收,使通信系统的井下接收机能够以任意姿...
为提高磁感应透地通信系统的灵活性和覆盖范围,提出了一种新型透地通信方案,该方案采用单轴空气线圈作为地面发射机天线,用3个相同参数的空气线圈作为接收机天线。首先,对通信信号进行空间分集接收,使通信系统的井下接收机能够以任意姿态地摆放于巷道之中,并能实现更广范围的信号覆盖;其次,为消除因接收线圈间近场耦合作用而产生的信号干扰,将接收机3个天线设置成共用1个圆心且两两相互正交的空间结构;最后,以远距离通信场景下收发线圈间的弱耦合情况为依据,建立一套与接收方案相对应的等效电路模型,并搭建仿真实验平台,分析提出的方案的通信性能。研究结果表明:三轴正交磁感应透地通信接收方案的信号接收强度可达到同等通信距离下理想信号强度的57.7%以上,接收功率可达到最优接收功率的33.33%以上。本文提出的方案解决了单轴线圈接收方案中的通信盲区问题,且有效提高了远距离磁感应透地通信系统的覆盖范围和对应急救援场景的适应性。
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关键词
透地通信
磁感应
远距离
应急通信
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职称材料
远距离磁感应透地通信信道容量分析
被引量：
2
2
作者
戴蒙天
杨维
《电波科学学报》
CSCD
北大核心
2023年第3期502-509,537,共9页
为优化远距离磁感应透地通信理论与技术,针对远距离磁感应透地通信场景收发线圈间耦合微弱的实际情况,提出了收发机天线采用单轴空气线圈时的信道容量分析方法.基于毕奥-萨伐尔定律与地层介质涡流效应建立了透地通信磁感应强度模型,通...
为优化远距离磁感应透地通信理论与技术,针对远距离磁感应透地通信场景收发线圈间耦合微弱的实际情况,提出了收发机天线采用单轴空气线圈时的信道容量分析方法.基于毕奥-萨伐尔定律与地层介质涡流效应建立了透地通信磁感应强度模型,通过对收发电路进行等效变换,在考虑涡流效应的条件下计算接收机负载电阻所获得的接收功率;引入接收负载上的热噪声,根据香农公式可确定磁感应透地通信的信道容量.仿真表明,远距离透地通信的透地信道容量随透地通信距离的增大而显著减小,但在数百米的透地通信距离下仍可以有数千到数百bit/s的信道容量.通过合理设计透地通信的调制方式,有利于充分利用有限的透地信道容量,以使透地通信系统在较大透地通信距离下满足语音与信息的传输需求.
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关键词
透地通信
磁感应
远距离
信道容量
线圈
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职称材料
题名
一种基于三轴正交接收线圈的磁感应透地通信方案
1
作者
王羿帆
杨维
戴蒙天
机构
北京交通大学电子信息工程学院
出处
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期973-981,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(62071032)。
文摘
为提高磁感应透地通信系统的灵活性和覆盖范围,提出了一种新型透地通信方案,该方案采用单轴空气线圈作为地面发射机天线,用3个相同参数的空气线圈作为接收机天线。首先,对通信信号进行空间分集接收,使通信系统的井下接收机能够以任意姿态地摆放于巷道之中,并能实现更广范围的信号覆盖;其次,为消除因接收线圈间近场耦合作用而产生的信号干扰,将接收机3个天线设置成共用1个圆心且两两相互正交的空间结构;最后,以远距离通信场景下收发线圈间的弱耦合情况为依据,建立一套与接收方案相对应的等效电路模型,并搭建仿真实验平台,分析提出的方案的通信性能。研究结果表明:三轴正交磁感应透地通信接收方案的信号接收强度可达到同等通信距离下理想信号强度的57.7%以上,接收功率可达到最优接收功率的33.33%以上。本文提出的方案解决了单轴线圈接收方案中的通信盲区问题,且有效提高了远距离磁感应透地通信系统的覆盖范围和对应急救援场景的适应性。
关键词
透地通信
磁感应
远距离
应急通信
Keywords
through-the-earth communication
magnetic induction
long-distance
emergency communication
分类号
TD65.5 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
远距离磁感应透地通信信道容量分析
被引量：
2
2
作者
戴蒙天
杨维
机构
北京交通大学电子与信息工程学院
出处
《电波科学学报》
CSCD
北大核心
2023年第3期502-509,537,共9页
基金
国家自然科学基金(62071032)。
文摘
为优化远距离磁感应透地通信理论与技术,针对远距离磁感应透地通信场景收发线圈间耦合微弱的实际情况,提出了收发机天线采用单轴空气线圈时的信道容量分析方法.基于毕奥-萨伐尔定律与地层介质涡流效应建立了透地通信磁感应强度模型,通过对收发电路进行等效变换,在考虑涡流效应的条件下计算接收机负载电阻所获得的接收功率;引入接收负载上的热噪声,根据香农公式可确定磁感应透地通信的信道容量.仿真表明,远距离透地通信的透地信道容量随透地通信距离的增大而显著减小,但在数百米的透地通信距离下仍可以有数千到数百bit/s的信道容量.通过合理设计透地通信的调制方式,有利于充分利用有限的透地信道容量,以使透地通信系统在较大透地通信距离下满足语音与信息的传输需求.
关键词
透地通信
磁感应
远距离
信道容量
线圈
Keywords
through-the-earth communication
magnetic induction
long distance
channel capacity
coil
分类号
TD65.5 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
一种基于三轴正交接收线圈的磁感应透地通信方案
王羿帆
杨维
戴蒙天
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
远距离磁感应透地通信信道容量分析
戴蒙天
杨维
《电波科学学报》
CSCD
北大核心
2023
2
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