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電磁輻射選頻儀精選(九篇)

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電磁輻射選頻儀

第1篇:電磁輻射選頻儀范文

【關(guān)鍵詞】環(huán)境;電磁輻射;監(jiān)測;對策

中圖分類號:TN931文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:

前言

隨著信息時代的帶來,各種通信設(shè)備、電氣設(shè)備(如電視臺、衛(wèi)星站、電話等)廣泛應(yīng)用,導(dǎo)致人們生活環(huán)境充滿了電磁波,對人們生活環(huán)境造成嚴(yán)重影響,并對人體健康造成嚴(yán)重威脅,成為目前環(huán)境污染的重要污染源之一。因此,必須引起環(huán)境監(jiān)測部門的高度重視,掌握電磁輻射來源,了解電磁輻射危害性,對電磁輻射污染進(jìn)行有效的監(jiān)測,以減少電磁輻射對環(huán)境和人體的危害。

環(huán)境電磁輻射的危害

各種通信設(shè)備和電氣設(shè)備在給人們帶來方便的同時,導(dǎo)致環(huán)境電磁波的增加,使得頻帶變寬,對各種電子設(shè)備運(yùn)行造成嚴(yán)重干擾,強(qiáng)化電磁輻射的化學(xué)反應(yīng)、物理反應(yīng)及生物反應(yīng),對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染,同時危害人體健康,其主要危害主要表現(xiàn)在以下三個方面:

(1)電磁干擾。由于功率較大的無線電設(shè)備在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生大量的電磁波,對周圍的電臺、通信及廣播等造成電磁干擾,導(dǎo)致這些通信設(shè)備無法正常運(yùn)行,提高電氣設(shè)備和通信設(shè)備故障發(fā)生率,對電力安全造成嚴(yán)重影響[1]。

(2)系統(tǒng)威脅。計算機(jī)系統(tǒng)本身具有一定的電磁輻射,但是如果電磁波不斷增加,就可能被不法人員利用電磁波來獲取計算機(jī)系統(tǒng)里的資料,或者對計算機(jī)系統(tǒng)造成破壞,給人們帶來很大的損失。

(3)人體危害。有關(guān)研究表明,電磁輻射對人的神經(jīng)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的危害,低頻率的電磁場可導(dǎo)致人的神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生紊亂,出現(xiàn)憂郁、煩悶及神經(jīng)衰弱等癥狀,而較高頻率的電磁輻射則導(dǎo)致人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)出現(xiàn)交感疲乏、機(jī)能障礙、頭昏腦脹、記憶力變差等癥狀,對人體健康造成嚴(yán)重威脅。因此,加強(qiáng)對環(huán)境電磁輻射的監(jiān)測很重要[2]。

環(huán)境電磁輻射的監(jiān)測

3.1一般環(huán)境監(jiān)測

主要是指對大面積范圍內(nèi)電磁輻射各種來源形成的電磁輻射值進(jìn)行監(jiān)測。監(jiān)測人員可根據(jù)《環(huán)境電磁輻射管理與電磁輻射監(jiān)測》要求來進(jìn)行監(jiān)測,把相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在某個區(qū)域劃分網(wǎng)格,并把網(wǎng)格中心點(diǎn)當(dāng)做監(jiān)測點(diǎn),并對樹木屏蔽和建筑物屏蔽等因素進(jìn)行充分考慮,對監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行合理的調(diào)整。以電場強(qiáng)度作為電磁輻射評價標(biāo)準(zhǔn),對環(huán)境中的電磁輻射進(jìn)行合理的評價,評價內(nèi)容主要包括分布規(guī)律、環(huán)境特點(diǎn)及環(huán)境質(zhì)量等,通過對環(huán)境中的電磁輻射進(jìn)行評價,可以充分了解該區(qū)域環(huán)境電磁輻射情況,及時采取有效的防治措施[3]。

3.2特定環(huán)境監(jiān)測

主要是指對特定區(qū)域內(nèi)的固定電磁輻射來源形成的電磁輻射值進(jìn)行監(jiān)測。監(jiān)測人員需對該區(qū)域內(nèi)電磁輻射來源類型、規(guī)模及數(shù)量等進(jìn)行深入的調(diào)查分析,以為環(huán)境電磁輻射監(jiān)測提供重要依據(jù)。以下是幾種常見電磁輻射來源及監(jiān)測方法:

3.2.1移動通信站監(jiān)測

(1)工作原理。移動通信主要是通過控制設(shè)備和射頻發(fā)射器經(jīng)過網(wǎng)內(nèi)通信用戶和收發(fā)站來進(jìn)入無線通信,而無線通信則由通信在發(fā)射和接收形成的電磁波形成的。所以移動通信站在運(yùn)行過程中,會使周圍環(huán)境的電磁輻射發(fā)生改變。(2)監(jiān)測方法。監(jiān)測人員應(yīng)根據(jù)《環(huán)境電磁輻射管理與電磁輻射監(jiān)測》要求,選擇適宜的監(jiān)測儀器、布置監(jiān)測點(diǎn)、掌握好監(jiān)測時間、規(guī)范監(jiān)測技術(shù),并對監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行有效的評估,監(jiān)測電磁強(qiáng)度應(yīng)小于5.4 V/m。若大于5.4 V/m,則應(yīng)采取相應(yīng)的防治措施,減少電磁輻射對環(huán)境的污染,對人體的危害。

3.2.2電臺發(fā)射設(shè)備監(jiān)測

(1)工作原理。主要是把傳輸信號經(jīng)由調(diào)制器來進(jìn)行控制,并通過高頻率的振蕩器來實(shí)現(xiàn)高頻率的電流,把調(diào)制完成的高頻電流防止相應(yīng)電頻,送至天線上方,最終以電磁波的方式進(jìn)行發(fā)射。(2)監(jiān)測方法。監(jiān)測人員要根據(jù)《環(huán)境電磁輻射管理與電磁輻射監(jiān)測》要求,在電臺發(fā)射設(shè)備周圍區(qū)域、發(fā)射塔及電磁輻射較為敏感位置設(shè)置監(jiān)測點(diǎn),對這些區(qū)域電磁輻射情況進(jìn)行有效的監(jiān)測。電磁強(qiáng)度應(yīng)小于5.4 V/m。

3.2.3 電力設(shè)備監(jiān)測

(1)工作原理。主要是電力設(shè)備周圍環(huán)境電磁輻射情況進(jìn)行檢查,電力設(shè)備主要有變電站、架空電線等;電磁場特點(diǎn)主要表現(xiàn)為電暈、電場及磁場等;電磁輻射污染表現(xiàn)為:絕緣及電暈放電導(dǎo)致的干擾現(xiàn)象,并存在較強(qiáng)的生物效應(yīng)。(2)監(jiān)測方法。監(jiān)測人員要根據(jù)《環(huán)境電磁輻射管理與電磁輻射監(jiān)測》要求,按照不同等級電壓,選擇不同監(jiān)測儀器和監(jiān)測技術(shù),并明確電力設(shè)備電磁強(qiáng)度和電場強(qiáng)度指標(biāo),規(guī)范電磁輻射監(jiān)測技術(shù)[4]。

3.3較極低頻率電磁輻射監(jiān)測方法

(1)收集與環(huán)境電磁輻射有關(guān)資料,主要包括電場強(qiáng)度、磁場強(qiáng)度、電流密度以及磁感應(yīng)強(qiáng)度等。(2)明確監(jiān)測時間和監(jiān)測范圍。一般情況下,每個監(jiān)測點(diǎn)需不間斷檢測五次,每次檢測時間在15s以上,以較為穩(wěn)定的讀值為準(zhǔn)。但是若果檢測讀值波動性較大,則應(yīng)延長檢測時間。監(jiān)測人員應(yīng)在離地面0.5米、1米及1.5米的位置設(shè)測量點(diǎn)。(3)監(jiān)測點(diǎn)布置。針對于輸電線路電磁輻射監(jiān)測點(diǎn)的布置:應(yīng)選擇具有代表性意義的檔距,并以檔距內(nèi)線路中心位置作為監(jiān)測點(diǎn),監(jiān)測點(diǎn)間距應(yīng)為5米。針對于變電站電磁輻射監(jiān)測點(diǎn)布置:控制中心設(shè)一個監(jiān)測點(diǎn);每個高壓設(shè)備區(qū)各設(shè)一個監(jiān)測點(diǎn);每個低壓設(shè)備區(qū)各設(shè)一個監(jiān)測點(diǎn);低壓和高壓區(qū)旁主變位置設(shè)一個監(jiān)測點(diǎn);開關(guān)設(shè)備各設(shè)一個監(jiān)測點(diǎn);監(jiān)測點(diǎn)間距應(yīng)為5米。針對于電廠電磁輻射監(jiān)測點(diǎn)布置:主要是在主控室、發(fā)電機(jī)、勵磁機(jī)等位置各設(shè)兩個監(jiān)測點(diǎn),而電廠變電低壓側(cè)、變電高壓側(cè)、開關(guān)室、避雷器及電流互感器等,則各設(shè)一個監(jiān)測點(diǎn)[5]。(4)檢測要求。首先在應(yīng)有檢測儀器對周圍環(huán)境進(jìn)行有效的檢測,并做好檢測記錄;根據(jù)檢測對象,選擇適宜的檢測儀器,并旋轉(zhuǎn)具有代表性的檢測結(jié)果;盡可能的排除周圍輻射源產(chǎn)生的干擾;對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的統(tǒng)計和整理。(5)注意要點(diǎn)。選擇雙軸或者以上檢測儀器;檢測環(huán)境溫度應(yīng)為0至40℃,相對濕度應(yīng)為5至80%;防止人出現(xiàn)在檢測位置周圍,檢測人員應(yīng)離檢測儀器5m遠(yuǎn);檢測時應(yīng)將手機(jī)登具有電磁輻射設(shè)備關(guān)閉;檢測點(diǎn)位置要平坦且無多余雜物;對檢測儀器進(jìn)行有效的防護(hù),防止其內(nèi)部存在冷凝水;檢測儀器頻率要求:檢測ELF為50Hz、微波為3GHz至30GHz,三軸檢測要求:必須同時對Z、X、Y方向進(jìn)行檢測,檢測路程要求:磁場: 10μT至10 mT、電場0·1kV/m至100 kV/m。

結(jié)語

隨著信息時代的帶來,電力設(shè)備和通信設(shè)備的不斷發(fā)展和應(yīng)用,給人們生活帶來極大的便利,但是同時也導(dǎo)致環(huán)境電磁輻射量的增加,對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染,干擾電力設(shè)備、通信設(shè)備的正常運(yùn)行,對人體健康造成嚴(yán)重的危害。因此,為了減少電磁輻射對設(shè)備的干擾、對環(huán)境的污染,對人體的危害,必須加強(qiáng)對環(huán)境電磁輻射的監(jiān)測,以為電磁輻射污染的防治提供重要依據(jù),為人們提供一個良好的生活環(huán)境。

【參考文獻(xiàn)】

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第2篇:電磁輻射選頻儀范文

關(guān)鍵詞:汽車; 電磁干擾; 無線通信; 干擾強(qiáng)度

中圖分類號:TN92-34

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

文章編號:1004-373X(2011)09-0206-03

Disturbance Effect of Electromagnetic Wave Emitted by

Automobiles on 2.4 GHz Wireless Communication

HUANG Ru-quan,La En-li

(College of Engineering,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China)

Abstract: In order to analyze the disturbance effect of electromagnetic wave emitted by autos on 2.4 GHz wireless communication,several radiated electromagnetic interference sources are discussed,and the spectrum analyzer is applied to mea-sure the relative disturbance intensity of radiated electromagnetic interference in 2.4 GHz on two different autos. The mea-surement results indicate that there is little disturbance effect on 2.4 GHz wireless communication,from which it concludes that autos can not disturb the 2.4 GHz wireless communication.

Keywords: automobile; electromagnetic interference; wireless communication; disturbance intensity

0 引 言

電子化和智能化已成為汽車技術(shù)發(fā)展的主要方向?,F(xiàn)代汽車裝載了大量電子設(shè)備,如高性能微處理器,電子變速器、自動巡行控制器、電子燃油噴射系統(tǒng)、車載通信娛樂及導(dǎo)航系統(tǒng)。這些電子設(shè)備工作時會向空間發(fā)射高頻電磁波,進(jìn)而對其他電路的正常工作造成干擾而形成所謂的電磁干擾。汽車產(chǎn)生的電磁干擾不但會影響其他電子設(shè)備正常工作,也會影響汽車電氣系統(tǒng)本身的正常工作[1]。

ISM是工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療頻段,國際電信聯(lián)盟無線通信委員會規(guī)定,只要設(shè)備的發(fā)射功率低于一定值且不對其他頻段造成干擾,即可免費(fèi)使用此頻段。國際上最常用的ISM頻段是433 MHz,915 MHz和2.4 GHz。其中,2.4 GHz為各國共同的ISM頻段[2]。目前,無線局域網(wǎng)、藍(lán)牙、ZigBee、WirelessUSB等無線設(shè)備均工作在2.4 GHz頻段上。

電磁干擾問題由來已久,從1906年開始,人們就提出對汽車產(chǎn)生的電磁干擾加以限制,點(diǎn)火系統(tǒng)作為主要的電磁干擾源,成為研究的重點(diǎn)[3]。本實(shí)驗(yàn)主要目的是通過分析汽車上的電磁干擾源和實(shí)測汽車在2.4 GHz頻段產(chǎn)生的輻射性電磁干擾的相對強(qiáng)度,推斷其對部署在汽車上的2.4 GHz無線通信設(shè)備的干擾作用。

1 汽車的電磁干擾源

電磁干擾產(chǎn)生于干擾源,它是一種來自外部的、并有損于有用信號的電磁現(xiàn)象[4]。汽車對車載電氣設(shè)備的干擾分為兩種。第一種是輻射干擾,電磁波通過自由空間直接透入電子設(shè)備,并激勵設(shè)備內(nèi)部的電路,在電路上產(chǎn)生相應(yīng)的干擾能量,使與電路發(fā)生邏輯性錯誤,足夠強(qiáng)的電磁干擾甚至可以直接損壞敏感的電子器件;第二種是傳導(dǎo)干擾,干擾源通過電源線、信號線等線纜把干擾信號耦合到其他設(shè)備,對其他設(shè)備的正常工作造成危害。對于獨(dú)立供電的車載2.4 GHz通信設(shè)備而言,它主要受到汽車的輻射性電磁干擾,所以本文主要分析、測量汽車的輻射性電磁源。

按照電磁波產(chǎn)生與傳播理論,只要在直線形的電路上引起電磁振蕩,直線形電路的兩端就會出現(xiàn)交替的等量異號電荷,這樣的電路就會向空間發(fā)射電磁波。電磁波在單位時間內(nèi)輻射的能量與頻率的四次方成正比,即電路的振蕩頻率越高就越容易向外輻射電磁波。汽車上有許多符合此條件的電路,因此汽車可以發(fā)出各種頻率的電磁干擾。交通密度每增加一倍,干擾噪聲功率頻譜密度便增加[5]3~6 dB(A)。

汽車電氣系統(tǒng)內(nèi)最強(qiáng)的電磁干擾源是點(diǎn)火系[6]。汽車發(fā)動機(jī)正常運(yùn)行時,點(diǎn)火線圈次級的瞬變電壓很高,能在50 μs內(nèi)上升至35 kV?;鸹ㄈ姌O放電時,會形成強(qiáng)烈的電磁輻射向周圍的自由空間傳播。這種輻射電磁噪聲包含很高的頻率成分,是電視廣播的主要干擾源[7]。

汽車上有著許多的感性負(fù)載,比如各種電動機(jī)和電磁閥。電磁閥的線圈在開路瞬間,會產(chǎn)生幾十倍于其工作電壓的反向電壓。這個反向電壓在由電感與分布電容形成的一個LC串聯(lián)振蕩電路中繼續(xù)諧振,從而產(chǎn)生諧波非常豐富的電磁輻射。這也是一個非常重要的電磁干擾源。

汽車上還存在許多觸點(diǎn)開關(guān),由于觸點(diǎn)存在接觸電阻的原因,開關(guān)在開合時往往會產(chǎn)生電火花。如果電路中的電流比較大,這種電火花引起的電磁輻射也能夠干擾其他電器設(shè)備。直流電機(jī)工作時,炭刷和整流子也會產(chǎn)生較強(qiáng)的火花,在很寬的頻率范圍內(nèi)引起輻射性電磁干擾。汽車的雨刮電機(jī)普遍用直流電機(jī),對外產(chǎn)生的干擾也較強(qiáng)[8]。

2 汽車的輻射性電磁干擾的測定與分析

2.1 測量方法

在2.4 GHz頻段上,分別測量汽車所處環(huán)境的電磁波功率和汽車在同一環(huán)境工作時的電磁波功率。通過對比這兩個值,可得到汽車在2.4 GHz頻段產(chǎn)生電磁干擾的相對強(qiáng)度。

2.2 測量過程

測量過程如下:

(1) 安裝頻譜分析儀。頻譜分析儀有一個運(yùn)行在Windows操作系統(tǒng)的記錄軟件和驅(qū)動程序。首先啟動筆記本電腦,用USB線將頻譜分析儀FR24-SAU與筆記本電腦相連接,在操作系統(tǒng)提示找到新硬件后安裝頻譜分析儀的驅(qū)動程序,最后在筆記本電腦上安裝頻譜分析儀的記錄軟件FRMT。

(2) 測量環(huán)境噪聲。將頻譜分析儀的天線放在副駕駛位置上,啟動筆記本電腦并運(yùn)行頻譜分析儀的記錄軟件,在記錄軟件上設(shè)置頻譜分析儀的各項(xiàng)參數(shù),開啟頻譜分析儀的峰值保持功能,關(guān)閉汽車的發(fā)動機(jī)和所有車載電器設(shè)備,連續(xù)測量3 min,將測量結(jié)果記錄為“環(huán)境噪聲”。

第3篇:電磁輻射選頻儀范文

除顫器是利用瞬間釋放的高能量脈沖電流,通過短暫的電擊去除心臟的室顫(VF)或房顫(AF),并使其恢復(fù)正常心律的種有效的醫(yī)療救護(hù)儀器。顯然,除顫器的性能優(yōu)劣將直接關(guān)系到臨床急救的效果。作者研制的心臟除顫器測試分析儀,可對除顫器的各功能參數(shù),包括放電能量、最大電流及電壓,同步觸發(fā)延遲時間、除顫器放電時間等進(jìn)行校準(zhǔn)檢驗(yàn),且能模擬人體輸出多種心率、多種導(dǎo)聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)心電波形以及檢定除顫器性能的特定波形,并兼有檢測與心電信號同步的除顫放電功能。

在除顫器測試分析儀的研制過程中,針對出現(xiàn)的干擾現(xiàn)象,分析了干擾現(xiàn)象,分析了干擾產(chǎn)生的原因及干擾的特點(diǎn),采取了一些抗干擾措施,通過應(yīng)用EMI(電磁干擾)濾波器,去除了放電脈沖在儀器內(nèi)部所產(chǎn)生的強(qiáng)烈干擾,使除顫器測試分析儀工作穩(wěn)定可靠,具有良好的電磁兼容性。

圖1 儀器電路原理框圖

1 系統(tǒng)的基本原理及干擾特點(diǎn)

本儀器以飛利浦單片機(jī)80C52為控制核心,完成對除顫器各項(xiàng)功能的測試分析,并通過接口電路對分析結(jié)果分析顯示和傳輸,原理框圖如圖1所示。除顫器測試分析儀主要完成兩部分功能:(1)完成對除顫器放電能量的準(zhǔn)確測量;(2)準(zhǔn)確、穩(wěn)定地輸出各種心電波形及測試波形。為檢驗(yàn)除顫器的自動除顫功能及其特性參數(shù)要求分析儀能輸出多種波形,包括具有多種導(dǎo)聯(lián)輸出的ECG(心電圖)波且幅值可調(diào),同時輸出高幅值ECG信號、直流脈沖、方波、三角波、復(fù)合波、多種頻率的正弦濾以及多種心律的標(biāo)準(zhǔn)R波。各種波形的輸出通過數(shù)字合成,由程序產(chǎn)生的波形經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器輸出,然后通過模擬電路變換成要求的輸出模式。放電能量的檢測是基于除顫器的高壓放電脈沖通過模擬人體阻抗的模擬電阻(典型阻值為50Ω)放電,經(jīng)衰減后送入可變增益放大器,變?yōu)锳/D轉(zhuǎn)換器的輸入信號,然后進(jìn)行處理和顯示。

根據(jù)對儀器的要求,除完成各項(xiàng)功能外,在對除顫器的放電進(jìn)行測試時,必須能夠承受由放電脈沖帶來的強(qiáng)烈干擾,不死機(jī)、不復(fù)位,在不采用干擾避開法、系統(tǒng)智能復(fù)位法等措施時,程序仍能正常執(zhí)行。同時,由于儀器必須具有恢復(fù)放電脈沖波形的功能,測量模擬通道不能對放電信號采用濾波、浪涌阻尼等措施。這就對儀器的抗干擾性能提出了更高的要求。

系統(tǒng)的干擾源一部分是儀器內(nèi)部數(shù)字電路、供電電源所產(chǎn)生的干擾以及儀器外部空間輻射電磁波干擾;另一部分干擾來自除顫器的放電脈沖。其干擾具如下特點(diǎn):

(1)電壓峰值高、能量大,最高電壓可達(dá)5000V,最大放電能量可達(dá)360J;

(2)放電時間短,除顫器放電脈沖時間僅為10ms左右,脈沖前沿時間約為2ms;

(3)放電波形復(fù)雜,對不同型號的除顫器,放電脈沖的形狀不同,有單向指數(shù)衰減型、雙向指數(shù)衰減型、單向截止型及雙向截止型等;

(4)干擾直接進(jìn)入儀器內(nèi)部。由于本儀器是便攜式儀器,模擬人體的50Ω電阻置入儀器內(nèi),因此干擾產(chǎn)生于儀器內(nèi)部;

(5)干擾復(fù)雜。由于模擬人體的50Ω電阻所需功率大(該電阻一般為繞線電阻),此電阻存在較大的分布電感及分布電容,放電脈沖經(jīng)該電阻必然產(chǎn)生較強(qiáng)的復(fù)雜干擾。

2 抗干擾設(shè)計及EMI濾波器的選用

干擾源產(chǎn)生的電磁干擾信號一般通過電容的靜電耦合、電感的磁耦合、公共阻擾的地電源耦合、電磁輻射感應(yīng)耦合等途徑傳播到擾的對象。由于強(qiáng)烈干擾源與測量控制電路置于同一機(jī)箱內(nèi),彼此相距很近,故電磁干擾傳播要為近場感應(yīng),即電容耦合、磁耦合。此外,公共阻抗耦合也是傳遞干擾的重要途徑,因此除了采用常用的軟件抗干擾措施(如空指令的使用、數(shù)字濾波等)外,還從以下幾方面進(jìn)行整機(jī)的電磁兼容設(shè)計,以解決干擾問題。

2.1 抑制干擾源

為有效降低干擾源的干擾,模擬人體的50Ω大功率電阻采用無感電阻,在布線時充分注意減少由引線帶來的寄生電抗參數(shù)、合理分配放電采樣電阻的空間位置等,特別注意大電流通路的焊接質(zhì)量,以防接觸不良引起火花放電造成更強(qiáng)干擾;選用低頻率電路芯片可有效地降低噪聲,提高系統(tǒng)的抗干擾能力。

2.2 關(guān)于屏蔽層的設(shè)計

采用屏蔽的目的是為了在干擾的環(huán)境條件下保證系統(tǒng)信號傳輸性能。這種抗干擾措施可屏屏外來干擾,也可減少本身向外輻射能量。衡量器件傳輸性能的指標(biāo)是ACR值(衰減/串?dāng)_比)。非屏蔽線在ACR值符合要求的條件下,其傳輸帶寬和傳輸速率可以大大高于標(biāo)準(zhǔn)帶寬和標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率。但是當(dāng)信號以很高的速率在線路中傳輸時,由于受到外界的電磁干擾以及自身內(nèi)部的串?dāng)_,容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸錯誤,降低系統(tǒng)的性能。所以系統(tǒng)中采用較低的速率傳輸數(shù)據(jù),以增加系統(tǒng)的可靠性和安全性。

    為了有效減少外界的電磁干擾,可以采用屏蔽措施。屏蔽分靜電屏蔽和磁場屏蔽,靜電屏蔽要求可靠地接地。實(shí)際的屏蔽系統(tǒng)存在著一些必須注意的問題,如接地方式、接地導(dǎo)線以及屏蔽的完整等。應(yīng)慎重選用屏蔽電纜,因?yàn)槠帘尾坏珪?dǎo)致信號傳輸?shù)牟黄胶?,而且會改變電纜的電容耦合,從而衰減增加,降低信號輸出端的平衡性。同時考慮到干擾源與測量控制電路在同一儀器內(nèi),距離很近,若內(nèi)部用屏蔽層,且屏蔽未良好地連接時,增加的電容效應(yīng)將非常明顯。在于以上考慮,在系統(tǒng)內(nèi)部放電電阻與線路板及連接電纜之間,不采用屏蔽措施。但是對于塑料機(jī)殼的屏蔽必須仔細(xì)考慮,為降低外界電磁干擾,采用噴涂金屬屏蔽層,同時要求涂層達(dá)到一定的厚度且對縫隙、孔洞進(jìn)行泄露處理,特別注意可靠地接地。

2.3 抑制干擾的耦合通道及提高敏感電路的抗干擾措施

為了便于儀器安裝及簡化結(jié)構(gòu),結(jié)合上述關(guān)于屏蔽與非屏蔽的分析,儀器內(nèi)部不采用屏蔽措施。為了解決干擾問題,除了采取軟件及常用硬件抗干擾措施外,還采用多層線路板及EMI濾波器來增加儀器的抗干擾能力。

(1)基于電路原理,放電能量檢測電路采用差分有源衰減電路,使放電脈沖取樣電阻浮置,減少通過公共阻抗的電耦合傳遞的干擾。衰減電阻網(wǎng)絡(luò)采用多個精密金屬膜電阻,以提高衰減比例精度及減少電抗分布參數(shù)。

(2)線路板設(shè)計采用多層線路板,減小電磁干擾。合理安排器件分布,將信號采集及預(yù)處理部分、波形產(chǎn)生部分等與數(shù)字信號部分(如單片機(jī)控制單元、存儲器、擴(kuò)展I/O口等)從空間上隔離開。此外,將電源產(chǎn)生部分集中在一個區(qū)域,使線路板平面盡量靠近儀器底板(底板為儀器外殼屏蔽),起到多層板作用;合理布線,盡量減小回路面積,以減小射頻干擾;印制板上走線方向盡量避免突發(fā),否則會導(dǎo)致阻抗的不連續(xù)和產(chǎn)生輻射,造成射頻干擾。由于儀器為便攜式儀器,必須采用低功耗CMOS電路。但由于CMOS電路輸入阻抗高,會引起很嚴(yán)重的信號反射畸變,從而增加系統(tǒng)的噪聲,因此布線盡可能短,盡量減少過孔數(shù)目。

2.4 EMI濾波器的應(yīng)用

EMI電子元件品種很多,如電感尖、電容類、壓敏電阻類、LC組合件類、常規(guī)EMI濾波器類等。各類又包含許多品種類型,如帶鐵氧體磁珠的三引線圓片電容器、疊層片式浪涌吸收器、鐵氧體扼流圖等。

由于干擾屬近場干擾,干擾強(qiáng)烈且復(fù)雜。為此,濾波器必須安裝在線路板上,不但要對信號線采用EMI濾波器,在電源通常也采用EMI濾波器。為節(jié)省空間,采用焊接式安裝,同時為保證濾波性能,特別注意焊接工作。

    選作濾波器時主要是確定濾波器的截止頻率。截止頻率的選擇必須保證濾波器的通帶能夠覆蓋有用信號的帶寬,保證設(shè)備的正常工作,同時最大限度地濾除不必要的干擾。為防止電磁輻射引起數(shù)字信號傳輸錯誤、造成死機(jī)和復(fù)位等,在數(shù)字信號通道上接入抗高頻干擾的EMI濾波器。采用日本村田公司生產(chǎn)的帶鐵氧體磁珠的三引線圓片電容器DSS310系列EMI濾波器,其等效電路如圖2示,插入損耗與頻率的關(guān)系曲線見圖3。

針對模擬信號的抗干擾,也采用同類EMI濾波器,只是在選擇截止頻率時保證大于信號的帶寬??紤]由近場對公共線路所帶來的沖擊浪涌干擾,選用帶鐵氧體磁珠的三引線圓片壓敏一電容器型EMI濾波器DSS710系列,圖4為其對電源干擾的抑制特片和壓縮特性。壓敏電壓22V,電容量可達(dá)22000pF,加上鐵氧體磁珠的作用,其對電磁干擾的抑制頻率可以降低到3MHz以上,衰減大于20dB,且抑制頻率范圍明顯展寬。此類濾波器用于系統(tǒng)各種電源通道中。

以惠普的CodeMaster除顫器為測試對象進(jìn)行多次測試,并同時與瑞典METRON公司生產(chǎn)的除顫器分析儀QA-45進(jìn)行比對,其測試數(shù)據(jù)如表1(QA-45在給定的測試范圍內(nèi),精度為±2%)所示。僅以除顫器放電能量的性能指標(biāo)進(jìn)行分析,在低能量測試中(<50J),誤差遠(yuǎn)小于2%;高能量測試中,誤差也能控制在2%之內(nèi)。經(jīng)連續(xù)多次的高能量的放電測試,證明系統(tǒng)具有良好的重復(fù)性及穩(wěn)定性,完全滿足設(shè)計的性能要求。

表1 測試數(shù)據(jù)表

CodeMaster除顫器除顫器測試分析儀QA-45放電能量(J)能量測試平均值(J)最大電壓平均值(V)延遲時間(ms)能量測試平均值(J)最大電壓(V)延遲時間(ms)5

10

30

70

100

150

200

300

3605.07

10.08

30.25

70.25

100.7

151.0

202.0

304.5

365.4331.04

468.2

812.08

1337.8

1482.4

1810.4

2093.7

2570.5

2815.824

24

24

25

25

24

25

26

265.1

10.1

30.1

70.8

101.7

151.8

202.5

303.6

364.7331.5

468.5

808.5

1338.5

1485.0

1814.5

2096.0

2566.5

2813.524

24

25

24

25

24

25

第4篇:電磁輻射選頻儀范文

關(guān)鍵詞:磁性丙綸;上漿性能;增強(qiáng)率;增磨率;減伸率

Abstract: In this paper, sizing practice of magnetic polypropylene was done with partial alcoholysis PVA and polyacrylate mixed size, the effects of different mixed size proportion on sizing performance of magnetic polypropylene were studied. The results showed that: if PVA 90%, polyacrylate 10%, solid content ratio 8% was used,the magnetic polypropylene had best improved strength, resistance abrasion adhesion and reduced stretch.

Keywords: magnetic polypropylene;sizing performance;improved strength;resistance abrasion adhesion;reduced stretch

磁性織物可廣泛地用于屏蔽電磁輻射;吸收高頻波;作為變壓器、馬達(dá)和電動機(jī)的芯;制造去除空氣及污水中磁性物質(zhì)的過濾器。另外,磁性織物的一個重要作用是對人體的醫(yī)療保健作用,不僅有消炎抗腫、降壓、改善血液粘滯度及微循環(huán)療效,而且穿著舒適[1-2]。磁性丙綸是一種性能優(yōu)異的新型功能性纖維,兼具紡織纖維特性和磁性的材料,該纖維是在聚合物中加入高濃度磁粉紡制而成,因此有比較特殊的物理性能和磁性能,其產(chǎn)品具有良好的服用性能,而且成本低、應(yīng)用價值高,具有很強(qiáng)的市場開發(fā)潛力[3-5]。

本文對磁性丙綸進(jìn)行漿紗試驗(yàn),測試漿紗前后的物理機(jī)械性能,計算增強(qiáng)率、增磨率及減伸率,并綜合以上三項(xiàng)性能對漿紗結(jié)果進(jìn)行評定,分析各漿料配比的變化對漿紗性能的影響,從中得出最佳的漿料配比,為充分利用纖維特點(diǎn)進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)提供依據(jù)。

1 試驗(yàn)

1.1 原料準(zhǔn)備

12tex磁性丙綸,原紗平均斷裂強(qiáng)力為252.30 cN,斷裂伸長率為29.27%,斷脫時間為13.37s,耐磨次數(shù)為4665。

1.2 設(shè)備及儀器

HD021型電子單紗強(qiáng)力儀、Y109型紗線耐磨儀、501型超級恒溫器、SPS202F電子天平、GA391B單紗漿紗機(jī)。

1.3 漿料的選配

磁性丙綸本身的斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長較大,表面摩擦系數(shù)小,且耐磨性能好,它基本上可以滿足織造的要求。但是因?yàn)榇判员]沒有捻度,在拉伸過程中極易滑脫,拉伸時斷脫時間較長。在織造過程中若有一根纖維從主體中分離出來,它將會斷裂并與其他纖維相互糾纏,導(dǎo)致開口不清,形成織疵,因此,無捻長絲上漿主要是提高其集束性。

磁性丙綸的主體是丙綸,漿料的選擇應(yīng)按照丙綸來選。丙綸是聚丙烯結(jié)構(gòu),標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的回潮率為0,具有很強(qiáng)的疏水性。一般來說,要求漿液流動性好、粘度低的有高粘著力的漿料,因此,選用部分醇解PVA、丙烯酸酯類化學(xué)漿料的混合漿,并設(shè)計了5組試驗(yàn),見表1。

1.4 試驗(yàn)條件及方法

1.4.1 上漿工藝

根據(jù)漿液中各漿料的配比和含固率,調(diào)制漿液,煮漿溫度控制在(100±0.5)℃左右,煮漿2.5h,在GA391B型單紗漿紗機(jī)上對磁性丙綸進(jìn)行上漿處理,漿槽溫度為(95±0.5)℃,漿紗機(jī)車速為70 m/min。

1.4.2 漿紗性能測試

漿紗增強(qiáng)率、減伸率:以HD021N型單紗強(qiáng)力儀測試原紗及漿紗的斷裂強(qiáng)度和平均斷裂伸長率,樣本容量為50,通過統(tǒng)計分析剔除異常值后求取平均值。試驗(yàn)條件為初試張力:7.3cN;夾距:500mm;拉伸速度:500mm/min。

漿紗耐磨性能:以Y109型紗線耐磨儀測定。速度120r/min,紗線張力19.6 cN/根,樣本容量為30。

2 結(jié)果與分析

上漿后紗線的試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。利用表2的數(shù)據(jù),計算出各組配方增強(qiáng)率、減伸率及增磨率,結(jié)果見表3、表4及表5。

2.1 對紗線力學(xué)性能的影響

由表3可以看出,通過上漿處理,紗線的增強(qiáng)率有了較大提高。漿液滲透到紗線的內(nèi)部,增加了纖維之間的抱合力,同時也增加了纖維之間的摩擦系數(shù)。這使得紗線在拉伸時纖維不易滑脫,從而增加了紗線的強(qiáng)力。其中,配方3的增強(qiáng)率最高,斷裂強(qiáng)力提高了52.6%,配方1的增強(qiáng)率最低,也有34.0%的提高。同時,還可以看出,純PVA的上漿性能并不佳,隨著丙烯酸漿料的加入使?jié){紗的強(qiáng)力有了更大的提高,并且隨著丙烯酸類漿料的加入,紗線的強(qiáng)力先增加后降低,且含固率越高漿紗強(qiáng)力越好。

第5篇:電磁輻射選頻儀范文

關(guān)鍵詞:太赫茲;室內(nèi)無線通信;無線局域網(wǎng);高數(shù)據(jù)率傳輸;飛秒激光

中圖分類號:TN929文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2011)07-1530-04

THz Technology In Indoor Wireless Communi-cations

YING Yi-fan

(Information Center, Wenzhou Medical College, Wenzhou 325035, China)

Abstract: Terahetz frequency range is an electromagnetic radiation band that covers high frequency milli-meter wave and long wavelength far infrared. Multimedia level data transmission in indoor wireless local area networks is accompanied by an ever increasing requirement for higher data rates. Terahertz frequency range is unregulated by military services, offers data rates of Gbit/s for its very large bandwidths, and is not bothered by ambient noise as much as optical frequencies. The R&D in all-solid-state room-temperature THz devices has opened the door for realizing THz wireless communication systems. There are a few frequency windows appropriate for the operation of future indoor communication systems. A THz communication link based on femtosecond laser-gated photoconductive antenna has demonstrated the modulation and demodulation of audio signals.

Key words: THz; indoor wireless communication; WLANs; high data rate transmission; femtosecond laser

1 太赫茲頻帶與室內(nèi)無線通信

近年來應(yīng)用于辦公室和家庭的短程無線通信系統(tǒng),如無線局域網(wǎng)(WLANs)的研發(fā)正快速進(jìn)展。多媒體水平數(shù)據(jù)傳輸對數(shù)據(jù)率提出越來越高的需求,通信系統(tǒng)須運(yùn)行于更高的頻率以獲得更大的帶寬。目前WLAN工作在幾個GHz,但運(yùn)行于幾十GHz的系統(tǒng)已經(jīng)開發(fā)出來。為應(yīng)對這個需求,國際標(biāo)準(zhǔn)化組織已作出了短程無線通信的新構(gòu)架,具體體現(xiàn)在WLANs和WPANs(Wireless Personal Area Networks)的新草案里[1]。

然而,新標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)率仍然很有限,如IEEE 802.11a, g+ 和 HIPERLAN/2數(shù)據(jù)率為54 Mb/s。通常稱為超寬帶寬UWB(Ultra-Wide Bandwidth Radio)室內(nèi)框架比當(dāng)前的系統(tǒng)好很多,期望達(dá)到數(shù)據(jù)率為110C200 Mb/s,在減小傳輸距離后可達(dá)到500 Mb/s[2]。UWB在3.1 GHz 到 10.6 GHz 頻率范圍的帶寬是7.5 GHz。獲得更高網(wǎng)絡(luò)容量的直接途徑是提高帶寬,在常規(guī)無線電通信的情況則要提高工作頻率。

太赫茲THz (1012 Hz)頻域是指頻率在0.1 -10 THz,處于微波的高頻端和遠(yuǎn)紅外光的低頻端之間的電磁波段。為估計可能達(dá)到的數(shù)據(jù)率,假定載頻在300 GHz 到 3 THz范圍選取,并且假定帶寬約等于運(yùn)行頻率的1%,則可能實(shí)現(xiàn)Gbit/s數(shù)據(jù)率,這就比當(dāng)前和即將出現(xiàn)的局域網(wǎng)(WLANs)和個人網(wǎng)(WPANs)的容量大得多。

目前已經(jīng)存在多種民用和軍用無線服務(wù),微波頻域受到管制,帶寬非常昂貴,但太赫茲頻率范圍未受管制。另一方面,紅外及光頻域通信也已研究多年,雖然這個頻域未受管制運(yùn)行頻率也很高,但是由于人眼安全功率限制、強(qiáng)度調(diào)制/直接檢測(IM/DD)技術(shù)靈敏度低、環(huán)境光噪聲高等因素,限制了其作為G比特數(shù)據(jù)率無線傳輸 [3]。然而,太赫茲頻域不象光頻受環(huán)境噪聲干擾那么嚴(yán)重。無線短程通信網(wǎng)不久將推向THz頻域。

2 太赫茲通信相關(guān)器件技術(shù)

電磁波譜中的低頻段包括調(diào)幅和調(diào)頻的射頻以及微波,其波源基于經(jīng)典電子輸運(yùn)的產(chǎn)生機(jī)制。而電磁波譜中的更高頻段包括紅外、可見、和紫外光頻是由量子躍遷機(jī)制產(chǎn)生。太赫茲頻域位于以上兩個頻域之間,由于在這個“太赫茲間隙”缺乏有效的波源和探測器,過去人們對它的研究不多。在歷史上,主要是天文物理學(xué)對它有興趣,接收器需要在低溫(120 K)工作。

基秒超短脈沖激光、Auston光電導(dǎo)天線[4-5]、非線性光學(xué)晶體光整流器件[6-7]的太赫茲波產(chǎn)生與探測技術(shù),對太赫茲科學(xué)技術(shù)的研究和應(yīng)用起了重要的作用。近年來,太赫茲時域光譜(THz-TDS)[8]、太赫茲射線成像(T-ray Imaging)[9]等太赫茲技術(shù)及其在生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境、安全等領(lǐng)域的應(yīng)用受到世界各發(fā)達(dá)國家的高度重視并投入了大量經(jīng)費(fèi)支持,使太赫茲技術(shù)和器件的研究從上世紀(jì)90年代始成為世界范圍研究熱點(diǎn)。這些研究規(guī)劃和項(xiàng)目驅(qū)動太赫茲技術(shù)正走向廉價、室溫元件[10]。

基秒激光和光電導(dǎo)天線的太赫茲波發(fā)射與探測裝置如圖1所示。首先用超快飛秒激光激發(fā)DC偏置的光導(dǎo)天線產(chǎn)生太赫茲脈沖。DC偏置的低溫生長GaAs半導(dǎo)體制成的Auston光電導(dǎo)開關(guān)在亞皮秒時間里調(diào)制其電流密度的變化,從而產(chǎn)生脈沖太赫茲輻射。電流密度的變化即光電流來自兩個過程:飛秒激光照明使載流子密度快速變化和光生載流子在外場下加速。發(fā)射功率分布在0.1-4 THz。透過樣品的太赫茲輻射的相干探測可由相似的光導(dǎo)天線電路完成。通過與太赫茲發(fā)射同步的飛秒脈沖選通光電導(dǎo)間隙,則可測得正比于太赫茲電場的信號。通過改變到達(dá)探測器的光路長度即光學(xué)延遲線掃描,可對整個太赫茲時域取樣,從而獲得入射太赫茲波的振幅和相位。從超快飛秒激光器出來的光束由分束器分成泵光和探光,分別用于照明發(fā)射器和探測器。電機(jī)驅(qū)動的延遲臺裝在探束里零時延附近改變?nèi)肷涮掌澝}沖和探測器處的檢測激光脈沖之間的光學(xué)延遲,獲得太赫茲場作為實(shí)時光學(xué)延遲的函數(shù)后通過頻域傅立葉變換就可以在計算機(jī)實(shí)時顯示或存儲。太赫茲發(fā)射器和探測器都用半球形高阻抗硅透鏡來耦合,然后用離軸拋物面鏡來操縱太赫茲波束。

2004年,以單行電子作為活性載流子的新型光電二極管(UTC-PD)研制成功,它同時具有高速度和高飽和輸出特性,能夠得到輸出功率為2.6μW,頻率為1.04THz的太赫茲波,它能適合在10Gb/s的THz無線通信中應(yīng)用。這是目前所能得到的所有光電二極管中的最大輸出功率。由此,以通信為目的的可靠THz發(fā)射器可以實(shí)現(xiàn)[11]。全固態(tài)室溫太赫茲器件的最新發(fā)展為太赫茲無線通信系統(tǒng)帶來了可喜的前景。太赫茲低頻段的功率可由基于Schottky二極管并由W-band HEMT(高電子遷移率晶體管)功率放大器泵浦的倍增電路,或者Gunn波蕩器產(chǎn)生。二極管電路由無襯底技術(shù)或薄膜技術(shù)制造,使得它可以與其他器件半單片集成,在800 GHz的輸出功率達(dá)1 mW,帶寬在15%量級[12-16]。DSB轉(zhuǎn)換損耗介于5-8 dB、噪聲溫度在600-1500 K的分頻諧波泵浦混合器可在200-600 GHz實(shí)現(xiàn)[12,16],基于外差式檢波器的THz通信接收器可以制作出來。首個直接調(diào)制太赫茲輻射的方法由Libon等人[17]用光控混合I型/II型GaAs/AlAs多量子阱結(jié)構(gòu)給出。Kersting等人[18]則開發(fā)了另一種量子阱構(gòu)成的電驅(qū)動調(diào)制器,通過加上電場來控制PQWs的電子布居從而控制器件對太赫茲的吸收,以達(dá)到調(diào)制的目的。

3 太赫茲無線通信信道的特點(diǎn)

太赫茲無線通信技術(shù)的實(shí)現(xiàn),不僅依賴于太赫茲波源、探測器、調(diào)制器、濾波器、相移器、反射器等有源和無源器件的進(jìn)步,也依賴于太赫茲信道技術(shù)、編碼技術(shù)等的研究。

設(shè)計無線通信系統(tǒng)的第一步是理解和表征傳播信道的特性,使我們可以恰當(dāng)?shù)卦u價信號參量。然后,就可以選擇合適的編碼和調(diào)制方案,以達(dá)到譜效率最大化,在給定帶寬獲得最大數(shù)據(jù)率。

在設(shè)計通信系統(tǒng)時必須考慮所有衰耗機(jī)制。太赫茲能量在大氣中傳播時的衰減,以水蒸氣引起的強(qiáng)烈吸收最為嚴(yán)重。由于目前可用的太赫茲波源效率低,功率也較低,太赫茲無線通信系統(tǒng)工作距離比現(xiàn)有無線通信系統(tǒng)短,單個THz 微微小區(qū)(pico-cells)僅能覆蓋單個房間或者最多一個大樓[19]。

對于室內(nèi)環(huán)境,大氣在亞毫米頻段共有900多條強(qiáng)吸收線[20],在太赫茲頻段的氧線衰減不超過0.03 dB/km。剩下的大氣組分只有少量吸收線,因這些組分占大氣百分比很小其吸收可以忽略。大氣的主要吸收成分是水蒸氣。S.A. Khan 等[21]采用美國標(biāo)準(zhǔn)大氣條件,在0.1-1 THz 頻域進(jìn)行的大氣衰減進(jìn)行了模擬。發(fā)現(xiàn)在0.2-0.3 THz間的大氣衰減很低,高于0.3 THz衰減上升迅速。然而,有幾個頻率窗口衰減下降到低于0.1 dB/m的較低水平,如中心頻率為0.28 THz 、0.42 THz、0.67 THz 、0.85 THz 等窗口(見圖2)。其中,中心頻率為0.28 THz 的窗口,在60 GHz帶寬內(nèi)衰減數(shù)值約為0.002-0.004 dB/m。在中心頻率為0.67 THz 頻率窗口,相應(yīng)的衰減數(shù)值約為0.037-0.05 dB/m。在中心頻率為0.85 THz 頻率窗口,相應(yīng)的衰減數(shù)值約為0.05 -0.06dB/m。這些窗口都適合于未來太赫茲室內(nèi)通信系統(tǒng)運(yùn)行。

4 太赫茲無線通信實(shí)驗(yàn)

2004年,Kleine-Ostmann等人制作的基于電控制二維電子氣密度的室溫調(diào)制器可以得到3%的調(diào)制深度[22]。幾個月后他們報道了太赫茲頻域第一個數(shù)據(jù)傳送實(shí)驗(yàn)[23],他們首次采用室溫半導(dǎo)體太赫茲調(diào)制器通過太赫茲通信信道發(fā)送聲音信號,用經(jīng)改進(jìn)的常規(guī)太赫茲時域光譜裝置,在75 MHz寬帶的太赫茲脈沖序列上傳送25 kHz的信號。2005年,Mueller 等人[24]描述了采用太赫茲波源和Schottky肖特基二極管調(diào)制器和探測器的寬帶寬通信數(shù)據(jù)鏈路。

2004年,日本NTT公司的T.Nagatsuma等人[25]搭建了120GHz的亞太赫茲無線通信系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了10Gb/s的數(shù)據(jù)率。如圖4是系統(tǒng)示意圖及其實(shí)物圖。

如圖4所示,亞太赫茲(Sub-THz)光源產(chǎn)生調(diào)幅載波信號,頻率為125GHz。馬赫-曾德爾幅度調(diào)制器(MZM)將數(shù)據(jù)調(diào)制到載波信號上。被放大過的調(diào)制信號輸入光子Sub-THz發(fā)射器。在光子Sub-THz發(fā)射器里的光電二極光(UTC-PD)將光信號轉(zhuǎn)換成為Sub-THz信號,通過天線發(fā)射給接收器。接收器是由前置放大器和一個Schottky二極管組成。當(dāng)接收到的信號強(qiáng)度為-32.2dBm、數(shù)據(jù)率為10dB/m時,其誤碼率小于10-10。圖5給出了接收到的毫米波的誤碼率[26]。最長的有效傳輸距離為1km。具體的實(shí)驗(yàn)各組成部分的設(shè)備如表1所示。

2005年12月,Liu 等人[27]報道了第3個太赫茲頻域數(shù)據(jù)傳送工作。太赫茲通信鏈路是通過飛秒激光門控光導(dǎo)天線實(shí)現(xiàn)基于太赫茲波載波音頻信號的編碼和解碼。 實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示。鎖模鈦藍(lán)寶石激光的脈寬和重復(fù)率分別為35 fs和85 MHz。發(fā)射器和接收器天線都是在低溫生長GaAs (LT-GaAs)上制作的偶極型光電導(dǎo)開關(guān),其載流子壽命短于2 ps。天線的偶極間隙和長度分別為5μm和30μm。激發(fā)和探測的平均光功率都約為10 mW。發(fā)射天線的偏置采用函數(shù)信號發(fā)生器輸出的正弦信號。接收天線探測到的光電流由電流前置放大器(2MHz,3dB 帶寬)放大后,接到鎖相放大器做瞬時波形分析或接到波譜分析儀做調(diào)制帶寬分析,并用示波器來測量已解碼的信號波形。最大信號在太赫茲脈沖的峰值處測得。接收天線處的3分鐘積分信號峰峰值波動約10 %。直到1THz探測到的太赫茲波形信噪比約為1000。在發(fā)射天線的偏置加入直接電壓調(diào)制,相應(yīng)的調(diào)制帶寬為23 kHz,傳輸距離為1米,并示范了在有放大和無放大情況下通過太赫茲鏈路傳輸合弦的保真度。

5 結(jié)束語

目前,國際上太赫茲無線通信研究還處于起步階段。由于其在室內(nèi)高數(shù)據(jù)率無線局域網(wǎng)、短程戰(zhàn)術(shù)通信和衛(wèi)星對衛(wèi)星通信等領(lǐng)域可預(yù)見的應(yīng)用前景,受到世界各發(fā)達(dá)國家的高度重視。太赫茲無線通信技術(shù)的實(shí)現(xiàn),還有賴于太赫茲波源、探測器、調(diào)制器、濾波器、相移器、反射器等有源和無源器件,以及太赫茲信道技術(shù)、編碼技術(shù)等的進(jìn)步。

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