導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯(cuò)過(guò)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(dòng)通信技術(shù)的安全缺陷繼解決措施

病毒，一般來(lái)說(shuō)，是有些計(jì)算機(jī)操作人員惡意制造的一些計(jì)算機(jī)操作指令，載入在一些人們常用的軟件和網(wǎng)頁(yè)當(dāng)中傳播，破壞計(jì)算機(jī)的信息安全。病毒對(duì)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(shí)間內(nèi)能讓成千上萬(wàn)的文件或者程序受到攻擊。而且病毒自身繁殖性也很強(qiáng)，一旦遭到病毒侵害的程序就會(huì)自身復(fù)制，能夠像生物病毒一樣繁殖下去，對(duì)通信安全將造成巨大的危害。黑客，一般都擁有大量的計(jì)算機(jī)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(dāng)跳板再入侵其他的電腦來(lái)竊取用戶信息，或者破壞通信信息安全。黑客非法地對(duì)國(guó)家政府、軍事情報(bào)機(jī)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)、軍事指揮系統(tǒng)、公司企業(yè)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行竊聽、篡改，以達(dá)到危害國(guó)家安全，破壞社會(huì)穩(wěn)定，致使企業(yè)造成損失，這將對(duì)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(duì)通信和信息交換造成破壞。科技不斷地發(fā)展，我們有信心解決以上提出的安全問(wèn)題，為了有效地解決，我們?cè)?G移動(dòng)通信技術(shù)研究和開發(fā)的過(guò)程中一定要嚴(yán)密把控各方面的環(huán)節(jié)，確保第四代移動(dòng)通信技術(shù)對(duì)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(shí)提高系統(tǒng)的恢復(fù)能力。同時(shí)，各國(guó)政府也要成立專門的機(jī)構(gòu)，出臺(tái)相關(guān)的法律法規(guī)，增加對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全管理人員的培養(yǎng)，普及安全知識(shí)，同時(shí)加大對(duì)安全保護(hù)措施的投資力度，對(duì)危害通信安全和網(wǎng)絡(luò)安全的不法分子嚴(yán)懲不貸。

篇2

2數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)分片設(shè)計(jì)

管理系統(tǒng)在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生大量的寫操作，進(jìn)而帶來(lái)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(kù)分布在多臺(tái)服務(wù)器上，即分片［7］。本文采用Auto-Sharding(自動(dòng)分片)及Replic-Set(復(fù)本集)相結(jié)合的方式來(lái)減輕單個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的負(fù)載，即在每臺(tái)Server上各自運(yùn)行一個(gè)實(shí)例，組成一個(gè)Replic-Set，最后再各運(yùn)行一個(gè)實(shí)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(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)擴(kuò)展。分片的實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)在于片鍵設(shè)計(jì)。本文將保存天線參數(shù)信息的集合聲明了一個(gè)復(fù)合片鍵{Lacci:1，Day:1}。當(dāng)來(lái)自不同的小區(qū)(可以根據(jù)Lacci進(jìn)行判斷)向集群系統(tǒng)插入數(shù)據(jù)時(shí)，可以預(yù)計(jì)到在大部分情況下，同一小區(qū)的數(shù)據(jù)會(huì)落在單個(gè)塊或片上。

3數(shù)據(jù)庫(kù)查詢的實(shí)現(xiàn)

數(shù)據(jù)查詢功能為本數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的重要功能之一。數(shù)據(jù)庫(kù)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(bào)表的形式全部或部分的顯示給用戶?；诒緮?shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)，用戶通過(guò)數(shù)據(jù)查詢菜單進(jìn)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(shí)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(shí)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(kù)發(fā)送2次請(qǐng)求，用戶根據(jù)需求，向控制器發(fā)送查詢請(qǐng)求，控制器處理查詢命令，對(duì)相應(yīng)的小區(qū)進(jìn)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(duì)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(kù)相比，由于省去了大量的多表連接操作，實(shí)際上查詢的效率要高于基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的多表連接查詢。查詢工作的SQL語(yǔ)句如下。

4數(shù)據(jù)庫(kù)備份與恢復(fù)

數(shù)據(jù)安全在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中有很重要的地位。在各種意外情況下，如計(jì)算機(jī)硬件故障等，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)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(kù)設(shè)計(jì)的備份選用的是副本集的方式［7］:在主節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行操作，寫入的數(shù)據(jù)被一步地同步到所有的從節(jié)點(diǎn)上，并從主節(jié)點(diǎn)或從節(jié)點(diǎn)上讀取數(shù)據(jù)，如果主節(jié)點(diǎn)由于某些原因斷線，會(huì)自動(dòng)將一個(gè)從節(jié)點(diǎn)提升為主節(jié)點(diǎn)。在查詢分析器中運(yùn)用SQL語(yǔ)句完成數(shù)據(jù)庫(kù)的備份和恢復(fù)。在數(shù)據(jù)庫(kù)管理界面中，用戶通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)備份與恢復(fù)功能進(jìn)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(guò)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(shí)代的發(fā)展變化，農(nóng)業(yè)在發(fā)展過(guò)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(huì)出現(xiàn)任何問(wèn)題。在農(nóng)業(yè)發(fā)展過(guò)程中，水利工程對(duì)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(dòng)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(guó)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(shí)，對(duì)作物的水分也需求進(jìn)行信息采集，因此，能夠更好的對(duì)水量進(jìn)行控制。在對(duì)理論進(jìn)行研究的時(shí)候，前期是比較單一的，只是對(duì)單純的土壤水分進(jìn)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(duì)全方位的水分轉(zhuǎn)移進(jìn)行規(guī)律性研究，同時(shí)，對(duì)水分的承載體也進(jìn)行了更多方面的研究。在研究對(duì)象方面不僅僅進(jìn)行了水分的研究，同時(shí)對(duì)養(yǎng)分和水熱情況也進(jìn)行了分析。這樣能夠更好的對(duì)不同條件下的灌溉進(jìn)行研究，同時(shí)，在灌溉時(shí)候也能制定出不同的方式，在制定灌溉方式的時(shí)候，要對(duì)植物的生長(zhǎng)規(guī)律進(jìn)行必要的研究，同時(shí)，對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境也要進(jìn)行分析，這樣才能更好的促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。農(nóng)田水利工程在節(jié)水方面要建立一個(gè)非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚擉w系，這樣能夠保證研究方面更加的科學(xué)，同時(shí)也能更加的系統(tǒng)。農(nóng)田水利在水系研究方面研究的對(duì)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(jìn)行研究，在研究的過(guò)程中要對(duì)其相互之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系進(jìn)行掌握，這樣能夠更好的對(duì)農(nóng)作物的水分蒸發(fā)量和流域的蒸發(fā)量進(jìn)行計(jì)算，在研究的過(guò)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(biāo)。在對(duì)節(jié)水高效模型進(jìn)行研究的時(shí)候，要對(duì)相關(guān)的重點(diǎn)進(jìn)行研究，同時(shí)對(duì)相關(guān)的方法也要進(jìn)行重視。對(duì)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(jìn)行研究，能夠更好的對(duì)水分的空間性進(jìn)行研究，同時(shí)也能更好的對(duì)分布規(guī)律進(jìn)行研究。在對(duì)農(nóng)田水利進(jìn)行研究的時(shí)候，針對(duì)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(jìn)行現(xiàn)代農(nóng)田水利研究的時(shí)候要從這些農(nóng)作物的研究中走出來(lái)，研究的方向要向經(jīng)濟(jì)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(shí)，在研究過(guò)程中，對(duì)不同的作物在不同的階段的水分情況進(jìn)行研究，這樣能夠更好的掌握其水分需求變化，同時(shí)，對(duì)植物的生長(zhǎng)狀態(tài)要進(jìn)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(shí)現(xiàn)。在經(jīng)過(guò)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯糠治鲆院?，可以?duì)農(nóng)作物的灌溉水量進(jìn)行控制，同時(shí)，為了更好的實(shí)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(dòng)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(wàn)向座、恒壓噴灌設(shè)備、絞盤式噴灌機(jī)、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(dòng)式施肥泵、水動(dòng)反沖洗沙過(guò)濾器、平面迷宮式滴頭、毛管移動(dòng)機(jī)具、滴灌設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)、地下滴灌專用滴頭、經(jīng)濟(jì)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(jī)械、SYZW-1智能型量水儀、WIS-2智能型量水儀、長(zhǎng)喉槽量水槽等24種節(jié)水新設(shè)備，其中16種產(chǎn)品實(shí)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(wèn)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(kù)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(duì)徑流的水量進(jìn)行控制，同時(shí)對(duì)儲(chǔ)蓄的水量和灌區(qū)的農(nóng)作物的種植結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)合，這樣能夠更好的保證輸水的能力，進(jìn)行更好的分析，能夠更好的對(duì)水資源進(jìn)行合理的配置，同時(shí)也能更好的實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化調(diào)度，對(duì)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(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，這樣能夠更好的在優(yōu)化水資源方面進(jìn)行配合，同時(shí)，在自動(dòng)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(shí)現(xiàn)分散水源集中控制，這樣能夠更好的實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度，同時(shí)，也能更好的對(duì)有限的水資源進(jìn)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(jìn)行節(jié)水工程設(shè)計(jì)，在施工技術(shù)方面也要進(jìn)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(guò)滴灌的方式來(lái)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(zhǎng)，同時(shí)，也能更好的保證農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)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(shí)間、灌溉定額。在灌區(qū)開展不同作物、不同生長(zhǎng)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(duì)各種經(jīng)濟(jì)作物的耗水量研究，尋求作物在不同生長(zhǎng)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(jìn)行灌區(qū)實(shí)時(shí)灌溉預(yù)報(bào)，指導(dǎo)農(nóng)民進(jìn)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(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向高效集約化經(jīng)營(yíng)發(fā)展的趨勢(shì)，節(jié)省勞力、生產(chǎn)效率高、自動(dòng)化程度高的節(jié)水灌溉機(jī)具應(yīng)成為今后研究、開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的重點(diǎn)。如機(jī)械移管的噴灌機(jī)具，地下滴灌設(shè)備，大、中、小型的渠道防滲襯砌機(jī)具，農(nóng)田精細(xì)平地、開溝、打畦機(jī)具，各種自動(dòng)閥門，以及灌溉自動(dòng)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(wèn)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(huì)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(dòng)化的智能農(nóng)田水利建設(shè)成為了必然的發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)各種先進(jìn)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(shí)際的生產(chǎn)中，有效的消除不合理的農(nóng)田灌溉對(duì)生產(chǎn)以及生態(tài)的影響。這才是新時(shí)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(jìn)制編碼調(diào)制、十進(jìn)制編碼調(diào)制以及十六進(jìn)制編碼調(diào)制。十進(jìn)制編碼調(diào)制的輸入端有10個(gè)數(shù)據(jù)連接點(diǎn)，每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)代表不同的數(shù)據(jù)值。輸出部分的連接點(diǎn)共有4個(gè)，形成為8421十進(jìn)制編碼。該數(shù)據(jù)連接點(diǎn)的排布從左向右為I0~I9，當(dāng)編碼的數(shù)字首位為0，其他數(shù)字為1時(shí)，輸出端編出的碼型序列為0；當(dāng)編碼的數(shù)字第二位為0，其他數(shù)字為1時(shí)，輸出端編出的碼型序列為1；當(dāng)編碼的數(shù)字第三位為0，其他數(shù)字為1時(shí)，輸出端編出的碼型序列為2，以此類推，即為十進(jìn)制編碼轉(zhuǎn)換原則。十進(jìn)制編碼比二進(jìn)制編碼過(guò)程復(fù)雜，但保密性能比二進(jìn)制好。十六進(jìn)制編碼與十進(jìn)制編碼過(guò)程相類似，但是對(duì)9以后的數(shù)字編碼要用ABCDEFG進(jìn)行編制，當(dāng)編制的數(shù)據(jù)信息為103131156時(shí)，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(jìn)制編碼技術(shù)通常應(yīng)用于傳輸話音信號(hào)，其優(yōu)勢(shì)為編碼技術(shù)簡(jiǎn)化，占用的信道寬；十進(jìn)制編碼和十六進(jìn)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(cuò)碼，可保證傳輸信息的有效性。

1.3移動(dòng)天線射頻移動(dòng)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(hào)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(yuǎn)，但是發(fā)射的功率信號(hào)只能朝一個(gè)傳播方向，如果在大型油田建筑群體設(shè)立單獨(dú)的定向天線，發(fā)射的信號(hào)就會(huì)被障礙物吸收，因此每個(gè)建筑通常設(shè)立3個(gè)天線，每個(gè)定向天線覆蓋的范圍為120°，組成一個(gè)全向覆蓋范圍區(qū)域。每個(gè)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(guò)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(wú)線通信系統(tǒng)的傳輸信道分成等間隔的32個(gè)信道，其中上行信道16個(gè)，下行信道16個(gè)。上行信道負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的編碼，下行信道負(fù)責(zé)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(guò)程中添加冗余碼和糾錯(cuò)碼。在數(shù)據(jù)字符串間添加冗余碼的過(guò)程中，上行信道會(huì)根據(jù)冗余碼的排列順序進(jìn)行翻譯，若對(duì)等的字符串沒(méi)有得到有效的翻譯，編碼器便會(huì)重新接收冗余碼，再一次進(jìn)行翻譯表達(dá)，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(huì)完成對(duì)數(shù)據(jù)信息的譯碼。

2.2油田數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)無(wú)線局域網(wǎng)無(wú)線局域網(wǎng)的組建要根據(jù)不同的IP地址進(jìn)行劃分，以達(dá)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(gè)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(gè)區(qū)域段之間的主機(jī)設(shè)備都能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)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(gè)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(cè)、擴(kuò)頻碼設(shè)計(jì)和智能天線技術(shù)[1]。其中多用戶檢測(cè)和智能天線技術(shù)在對(duì)抗MAI方面效果較突出[2]。然而現(xiàn)有的多用戶檢測(cè)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(wèn)題沒(méi)有解決，智能天線技術(shù)很好的解決了這一問(wèn)題。因此，本文主要探討基于智能天線與多用戶檢測(cè)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(jì)，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(jìn)行全向波束賦形，直接對(duì)準(zhǔn)用戶的接收端，還能通過(guò)自動(dòng)調(diào)整各個(gè)陣元的加權(quán)因子，來(lái)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(lì)電流的幅值，在此為一定值，所以討論陣因子時(shí)它不作考慮。

是第n個(gè)單元的角位置，an為激勵(lì)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(shí)質(zhì)上是一個(gè)空域?yàn)V波器，但對(duì)小區(qū)內(nèi)存在的干擾并無(wú)明顯改善。因此，論文同時(shí)引入能有效消除小區(qū)內(nèi)干擾的多用戶檢測(cè)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(cè)中的線性變換方式的最小均方誤差檢測(cè)（MMSE）。

其基本思想是使第k個(gè)用戶發(fā)送的信號(hào)與估計(jì)值的均誤方差值最小。為了使接收端信號(hào)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(gè)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(gè)用戶之間的線性變換矩陣，則MMSE準(zhǔn)則下的線性檢測(cè)問(wèn)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(zhǔn)則下的線性變換矩陣：

（6）

因此，MMSE線性檢測(cè)器后的判決輸出為：

（7）

3.仿真

利用Matlab進(jìn)行仿真。聯(lián)合抗干擾模型分為圓環(huán)陣列天線與MMSE檢測(cè)兩個(gè)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(zhǎng)為，陣元間距d為載波波長(zhǎng)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(hào)后都采用MMSE最小均方誤差法對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行判決。結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知，只有MMSE檢測(cè)的CDMA系統(tǒng)，信噪比從0dB達(dá)到8dB的這一過(guò)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(dá)到一個(gè)數(shù)量級(jí)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(cè)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(cè)作為檢測(cè)算法的聯(lián)合抗干擾模型。實(shí)驗(yàn)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(xiàn)

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篇6

中圖分類號(hào)：TN911.22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(hào)傳輸上得到了廣泛應(yīng)用。而空時(shí)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(yuǎn)，相關(guān)性足夠小的情況。該技術(shù)可進(jìn)一步分為基于分集（包括發(fā)射分集和接收分集）的時(shí)空碼和基于空分復(fù)用的空時(shí)碼?？諘r(shí)碼技術(shù)是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一，其在空間域和時(shí)間域聯(lián)合處理鐵路接收信號(hào)的特點(diǎn)可以充分利用空間信號(hào)處理技術(shù)和時(shí)間處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，有效抵抗符號(hào)間干擾，減少多址干擾，增加分集增益一級(jí)提高整個(gè)天線陣的增益。

在鐵路信號(hào)空時(shí)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(dú)立不相關(guān)的，然而實(shí)際系統(tǒng)對(duì)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(jìn)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(gè)發(fā)送天線到第個(gè)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(dú)立不相關(guān)，均值為，方差為。下面具體分析題錄信號(hào)中的空間相關(guān)性對(duì)多天線技術(shù)的影響。

1 空時(shí)分組碼STBC及空間相關(guān)性影響

當(dāng)發(fā)送天線之間和接收天線之間存在空間相關(guān)性時(shí)，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(duì)上述STBC方案的性能參數(shù)進(jìn)行分析：

使用上述參數(shù)仿真計(jì)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(qiáng)，性能損失增加；當(dāng)相鄰發(fā)送或接收天線之間的相關(guān)系數(shù)小于0.7時(shí)，性能損失小于1dB，因此存在較小相關(guān)系數(shù)時(shí)，STBC的性能損失較?。划?dāng)相關(guān)系數(shù)為0.99時(shí)，性能損失大約為3dB，因此較大相關(guān)系數(shù)會(huì)使得STBC的性能惡化。

2 分層空時(shí)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(yàn)分布。仿真試驗(yàn)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?？臻g相關(guān)性影響信道互相關(guān)矩陣的特征值分布。當(dāng)空間相關(guān)性較強(qiáng)時(shí)，只存在較少的可利用的特征子信道，進(jìn)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(qiáng)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(duì)天線的要求又有所不同?？傊嗵炀€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(shì)來(lái)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。

參考文獻(xiàn)

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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(guò)與OFDM及技術(shù)結(jié)合應(yīng)用，能夠?qū)?、時(shí)、頻多維信號(hào)進(jìn)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(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，能夠很好的滿足非對(duì)稱移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用的需求。隨著LTE上涌進(jìn)程的不斷推進(jìn)，全球各大電信運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)大面積部署LTE網(wǎng)絡(luò)，大部分FDD運(yùn)營(yíng)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(yùn)營(yíng)商為了將TDD技術(shù)的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)，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(diǎn)，從而為TD-LTE的實(shí)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(shí)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(guò)程來(lái)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(duì)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(duì)于不同的天線屬配置來(lái)說(shuō)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(duì)天線模式的支持能力。從表1來(lái)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(dāng)信道條件較好時(shí)會(huì)采用雙流技術(shù)，而當(dāng)信道條件較差時(shí)，則采用了單流技術(shù)。

二、2/8天線性能對(duì)比

2.1 2/8天線下行信道性能對(duì)比

表2給出了2/8天線SU-MIMO的系統(tǒng)性能對(duì)比數(shù)據(jù)，基于3GPP Casel-3D場(chǎng)景進(jìn)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(lái)看，8天線相對(duì)于2天線來(lái)說(shuō)，平均頻譜效率的增益達(dá)到了19%，邊緣頻譜效率的增益達(dá)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(qiáng)的波束，使有用信號(hào)提高，干擾也大幅降低。同時(shí)2天線通過(guò)終端反饋碼本的方式存在碼本量化損失，而8天線通過(guò)信道互易性得到的信道進(jìn)行矩陣分解，可以得到更加準(zhǔn)確的預(yù)編碼向量。

由于8天線相對(duì)于2天線來(lái)說(shuō)具有更大的空間自由度，因此8天線能夠?qū)U-MIMO進(jìn)行更好的支持。表3給出了8天線的SU-MIMO和MU-MIMO的性能對(duì)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(duì)的單流技術(shù)。從表中的數(shù)據(jù)能夠看出，MU-MIMO相對(duì)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(duì)準(zhǔn)則以及用戶之間的干擾消除的預(yù)編碼算法會(huì)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(duì)比

從上行鏈路的性能來(lái)看，8天線相對(duì)于2天線具有更大的接收分集增益。同時(shí)，8天線的空間自由度優(yōu)勢(shì)方便基站通過(guò)更具優(yōu)勢(shì)的接收算法來(lái)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(duì)比，仿真基于理想的信道估計(jì)。

接收端通過(guò)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?yàn)?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(jìn)一步提升系統(tǒng)性能增益。

三、8天線在產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)中的挑戰(zhàn)

從前文的分析來(lái)看，基于8天線和2天線在物理實(shí)現(xiàn)、器件性能方面基本保持一致[3]。但是在實(shí)際產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)方面，兩者之間存在一定的差異，比如天線增益，這些對(duì)會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)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(wèn)題?；谟脩舴答伌a本的多天線方案，需要對(duì)上行容量進(jìn)行充分的考慮，因此，一般會(huì)選擇較粗的時(shí)頻顆粒度進(jìn)行反饋。但是在TDD系統(tǒng)中，基站能夠通過(guò)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(jì)算的過(guò)程中不會(huì)受到碼本量化帶來(lái)的影響。當(dāng)硬件處理能力較高時(shí)，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)所有物理資源塊的波束賦型矩陣的計(jì)算，這能夠使得波束賦型與信道條件之間的匹配程度進(jìn)一步提高，從而促進(jìn)波束賦型技術(shù)性能的進(jìn)一步提升。

四、結(jié)語(yǔ)

TD-LTE繼承了TDD的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，具有較高的靈活性和性能。通過(guò)論文的分析可以看出，8天線相對(duì)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(shí)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(shì)，能夠進(jìn)一步提升TD-LTE系統(tǒng)的性能。

參 考 文 獻(xiàn)

篇8

 

（一）引言

隨著無(wú)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(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）、射頻標(biāo)簽（RFID）、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)等應(yīng)用中，天線作為無(wú)線電設(shè)備中發(fā)射和接收無(wú)線電波的裝置，將在很大程度上影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。這些應(yīng)用也對(duì)天線的小型化，全向性，多極化提出來(lái)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(diǎn)，在無(wú)線通信應(yīng)用中得到了的大量的應(yīng)用與改進(jìn)。本文就應(yīng)用于特高頻（UHF）頻段的印刷天線進(jìn)行了小型化的設(shè)計(jì)改進(jìn)，在HFSS中設(shè)計(jì)并仿真了一個(gè)工作在2.4GHz頻點(diǎn)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(guò)微帶線或共面波導(dǎo)進(jìn)行饋電。

先比較一下曲折型天線相對(duì)于鞭狀天線在尺寸上的優(yōu)勢(shì)。早期采用的單極鞭狀天線，如圖1（a）所示，集成面積過(guò)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(duì)稱天線的單臂構(gòu)成，即天線臂長(zhǎng)，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(wú)金屬，因?yàn)槭馨宀挠绊懳炀€，天線的諧振長(zhǎng)度L應(yīng)由經(jīng)驗(yàn)公式得出波長(zhǎng)的修正值來(lái)計(jì)算：

（1）

式中，為真空中波長(zhǎng)，為有效介電常數(shù)。

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

（2）

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

尺寸的縮減要以犧牲有效帶寬為代價(jià)，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(zhǎng)度遠(yuǎn)小于頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)，因此可以考慮用終端短路傳輸線模型等效成電感來(lái)考慮其結(jié)構(gòu)對(duì)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(fù)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(huì)再是一個(gè)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(chǎng)的分布。

下面以傳輸線理論簡(jiǎn)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(zhǎng)度，即以饋線為中軸垂直線，曲折線部分的一半水平長(zhǎng)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(jì)算式可見，曲折線的間距、線寬、每段長(zhǎng)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(guò)計(jì)算與軟件仿真，得出匹配到50歐姆傳輸線時(shí)的參數(shù)值為：=3mm，=1mm，=4mm，段數(shù)為3。

天線設(shè)計(jì)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?yàn)榛牧系南鄬?duì)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(biāo)。采用較厚的基片，可以展寬工作頻帶，效率也較高，但是過(guò)大會(huì)引起表面波的明顯激勵(lì)。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(dāng)減小時(shí)，可以使輻射對(duì)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(jì)的曲折型天線直接印刷在厚度為1.6mm，相對(duì)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(gè)曲折部分與末端延長(zhǎng)的部分組成，由50歐姆微帶線饋電。通過(guò)調(diào)節(jié)每段曲折線的長(zhǎng)度與間距，以及末端延長(zhǎng)線的長(zhǎng)度，來(lái)調(diào)整天線達(dá)到合適的諧振長(zhǎng)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(jì)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(duì)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(diǎn)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(diǎn)，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(guò)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(jiǎn)單、易于調(diào)整、制作方便的優(yōu)點(diǎn)。該天線在HFSS仿真測(cè)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(jìn)方面，對(duì)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(jìn)一步的縮小。

【參考文獻(xiàn)】

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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(yùn)行對(duì)整個(gè)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(jì)和社會(huì)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(duì)電纜局部放電進(jìn)行檢測(cè)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(cè)是診斷XLPE電纜早期故障的有效方法。局部放電的檢測(cè)方法主要包括聲測(cè)法、溫度測(cè)量法等非電氣測(cè)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(cè)量法。超高頻法是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)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(lái)檢測(cè)局放信號(hào)。它的主要優(yōu)點(diǎn)有：抗低頻干擾能力強(qiáng)，能對(duì)局放源進(jìn)行定位，根據(jù)所測(cè)信號(hào)的頻譜，可以區(qū)分不同的缺陷類型，同時(shí)可進(jìn)行長(zhǎng)期現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，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(duì)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(yùn)行，安全性高，最常用的是天線傳感器[4，5]。當(dāng)電纜發(fā)生局部放電時(shí)，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(cè)超高頻局部放電信號(hào)非常有效的傳感器。由此本文通過(guò)對(duì)阿基米德螺旋天線和對(duì)數(shù)螺旋天線兩種平面螺旋天線進(jìn)行對(duì)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(duì)對(duì)數(shù)螺旋天線和阿基米德螺旋天線進(jìn)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(xiàng)性能指標(biāo)的要求。

2平面螺旋天線的設(shè)計(jì)

2.1 天線的性能要求

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

（l）可以較好的接收信號(hào)并且能抑制現(xiàn)場(chǎng)干擾信號(hào)；

（2）帶寬和中心頻率要合適，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(shí)現(xiàn)阻抗匹配[6]。

2.2 天線的設(shè)計(jì)

2.2.1等角螺旋天線

等角螺旋天線是一種頻率無(wú)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(gè)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(duì)工作帶寬的要求，用 1.5～3 匝做成[7]。螺旋線的極坐標(biāo)表達(dá)式為：

（1）

為螺旋線矢徑；為極坐標(biāo)中的旋轉(zhuǎn)角；為時(shí)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(jì)算：

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

用Ansoft HFSS軟件做出的天線輻射面如圖1。對(duì)數(shù)螺旋天線的各個(gè)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(diǎn)到極坐標(biāo)原點(diǎn)的距離，為方位角，為起始角，為螺旋線起始點(diǎn)到原點(diǎn)的距離，為常數(shù)，稱為螺旋增長(zhǎng)率。該天線的參數(shù)計(jì)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(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)，為下限工作頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)。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(zhǎng)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(huì)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(bǔ)結(jié)構(gòu)輸入阻抗理論值，實(shí)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(gè)尺寸為：，，匝數(shù)=22.8，。

2.2.3巴倫的設(shè)計(jì)

平面螺旋天線是平衡對(duì)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(lái)滿足寬帶平面螺旋天線對(duì)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(duì)應(yīng)的地板，當(dāng)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(shí)，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(guò)程中實(shí)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(shí)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(jì)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(jì)算方法，可得巴倫的各項(xiàng)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(duì)對(duì)數(shù)螺旋天線和阿基米德螺旋天線進(jìn)行了仿真和分析。如下進(jìn)行詳細(xì)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(lái)表征天線與饋線的匹配情況，計(jì)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(duì)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(qiáng)度同天線以同一輸入功率向空間均

勻輻射的輻射強(qiáng)度之比，即：

式中：U為天線在某方向的輻射強(qiáng)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(duì)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(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，并且便于安裝使用。因此本設(shè)計(jì)采用阿基米德螺旋結(jié)構(gòu)做出了天線實(shí)物，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，天線仿真圖圖8和實(shí)物圖圖9如下：

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)XLPE電纜局部放電的特性，高頻電磁仿真軟件Ansoft HFSS對(duì)對(duì)數(shù)螺旋天線和阿基米德螺旋天線進(jìn)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(xiàng)性能指標(biāo)的要求，并且設(shè)計(jì)了適合于XLPE電纜局放檢測(cè)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(jì)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(cè)量，在整個(gè)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(hào)并且能抑制現(xiàn)場(chǎng)干擾信號(hào)，易于實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，測(cè)試達(dá)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(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，被用來(lái)檢測(cè)XLPE電纜局部放電的超高頻信號(hào)，此天線具有便于對(duì)電纜局放進(jìn)行非接觸檢測(cè)，其具有較高的靈敏度和良好的方向性，能夠滿足各項(xiàng)性能指標(biāo)的要求，同時(shí)還可以隔離工頻信號(hào)和避免空間電暈以及周期性脈沖信號(hào)的干擾。

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篇10

中圖分類號(hào)：TN820 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）05（c）-0028-02

空間光通信的快速發(fā)展，帶動(dòng)了光學(xué)天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步。光學(xué)天線系統(tǒng)作為空間光通信設(shè)備，具有自身的優(yōu)勢(shì)：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(xué)天線作為光學(xué)發(fā)射和接收天線，其突出的優(yōu)點(diǎn)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(duì)天線系統(tǒng)的性能會(huì)產(chǎn)生較大的影響。本文對(duì)一種典型的卡塞格倫光學(xué)天線的鏡體進(jìn)行了熱變形仿真，并利用了光學(xué)仿真軟件CODE-V分析了熱變形對(duì)傳輸光束傳輸質(zhì)量的影響。

1 天線鏡體的熱變形對(duì)光束傳輸?shù)挠绊?/p>

1.1 鏡體的熱變形分析

我們知道，當(dāng)鏡子的表面和內(nèi)部存在溫差時(shí)，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(huì)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(xué)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(shí)鏡體在X、Y、Z方向的位移。從圖中可以看出，升溫時(shí)，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(duì)光束的傳輸影響最大，當(dāng)溫度變化為100 oC時(shí)，軸向方向（Z方向）的變形量為0.6 ?m。而當(dāng)溫度降低時(shí)，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(duì)鏡體的形變影響還是比較大的。

1.2 鏡體的熱變形對(duì)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(diǎn)擴(kuò)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(guò)設(shè)計(jì)的卡塞格倫光學(xué)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(shí)現(xiàn)了卡塞格倫光學(xué)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(xué)天線中傳輸時(shí)，天線系統(tǒng)的傳輸特性變差。相應(yīng)地，卡塞格倫光學(xué)天線的效率發(fā)生了明顯的變化，光束的傳輸達(dá)不到鏡體溫度變化前的理想值。這種反射鏡面的熱變形對(duì)傳輸光束會(huì)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(huì)造成目標(biāo)圖像畸變、存在嚴(yán)重的像差以及圖像不清晰等等。本文設(shè)計(jì)的卡塞格倫光學(xué)天線采用了大量的反射鏡面，所以鏡面的熱變形對(duì)光束的傳輸影響很大。由此可見，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，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(jìn)行合理設(shè)計(jì)，盡量減小由于溫度變化對(duì)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(yǔ)

該論文研究了卡塞格倫光學(xué)天線鏡體的熱變形對(duì)傳輸光束傳輸質(zhì)量的影響。光學(xué)天線的設(shè)計(jì)是空間光通信的重要發(fā)展部分，光學(xué)天線傳輸?shù)馁|(zhì)量高低直接影響到信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，所以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該考慮環(huán)境變化對(duì)系統(tǒng)的影響。

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