Design of electric-field coupled underwater wireless power transfer system based on class E amplifier

针对单级LC谐振型电场耦合式水下无线电能传输(electrical-field coupled power transfer,ECPT)系统的输出功率低、谐振容量小、频率漂移大等关键问题,设计一种更适于海水环境下的无线电能传输系统。该系统基于CLC-S调谐网络,综合E类放大器效率高、频率高等优点,实现较大的功率输出。利用Maxwell有限元仿真软件,对海水环境下耦合机构的电容值进行了有限元分析。通过对水下耦合机构进行试验,分析负载品质因数Q、归一化频率μ对水下无线电能传输系统的影响规律,可为水下ECPT系统设计提供参考。     

基于功率合成器的北斗射频功率放大器设计

针对当前应用于北斗卫星系统的射频功率放大器的小功率、低效率、高成本等缺点,本文提出一种基于功分合路器的改进型三级级联射频功率放大器设计方案。利用负载牵引法对末级功率放大器进行设计,利用集总参数与分布参数相结合的技巧对微带低通滤波器进行设计,利用小信号S参数法对前置级放大器进行设计。通过详细的理论分析和仿真优化,结合射频硬件电路和结构的设计要求,实际制作并实现稳定高效的30 W射频功率放大器设计。该方案可使低供电电压的小功率射频器件实现较大功率输出,并较好地兼顾线性度和效率。     

基于核矩阵等距映射的无线传感网络节点定位算法

针对无线传感网络(Wireless Sensor Network, WSN)中节点位置信息呈现非线性的问题,基于偏最小二乘法(Partial Least Squares, PLS)稳健的多元线性回归特点,结合流形学习中的非线性降维方法,提出了一种基于PLS的核矩阵等距映射(Isometric Feature Mapping,ISOMAP)节点定位算法.通过节点间测地距离表征节点非相似性,利用样本点贡献率找寻和剔除邻域中的"短路"边,经质心变换和核变换后映射至高维特征区间,采用PLS方法求得节点位置.仿真结果表明,相比ISOMAP和多维尺度(Multidimensional Scale Method, MDS)算法,该算法具有良好的拓扑稳定性、泛化能力、稳健性和定位精度,降低了计算复杂度.     

基于无线温度监测的内燃机连杆轴瓦故障诊断技术研究

针对内燃机连杆轴瓦故障频发且监测手段有限的技术难点,提出了基于无线温度监测的连杆轴瓦磨损类故障诊断方法。通过分析连杆轴瓦与轴径相对运动时的摩擦力学关系,在考虑润滑的前提下推导出轴瓦温升计算方程,作为基于温度监测的轴瓦故障诊断方法的理论依据;以TBD234V12型柴油机为对象,搭建连杆轴瓦故障模拟实验台模拟轴瓦磨损故障,并配置无线测温系统捕捉异常温度信号,对比正常情况下的温度信号可知,磨损的连杆轴瓦表面温度相比正常轴瓦温度有明显上升。理论和模拟实验结果表明,基于无线温度监测的内燃机连杆轴瓦故障诊断方法具有较高实用价值。     

无线传感器网络时间同步技术进展

无线传感器网络是由大量部署在无线环境中的传感器设备构成的网络,无线节点间的协同操作要求网络节点维护共同的时间,时间同步是无线传感器网络支撑技术;针对传统分类方法中不能有效体现时间同步算法特点的问题,从信息交换是否存在反馈角度对现有时间同步算法进行了重新分类,同时对同步算法的进展情况作了详细描述;新的分类方法能够有效体现算法同步精度和同步能耗等特性:反馈式时间同步机制在同步精度和同步能耗上都要高于非反馈式时间同步机制;最后总结了现有时间同步算法的缺陷并展望了未来时间同步技术的发展方向。     

无线传感器网络中基于路由协议的拥塞控制技术研究^①

无线传感器网络中的数据传输模式主要是多对一的。由于传感器节点资源严重受限,通信链路易受干扰等因素,使得拥塞问题十分严重。而传统的传输层拥塞控制技术,并不完全适用于无线传感器网络。本文从基于路由协议的拥塞控制技术的研究背景入手,综述了近年来在无线传感器网络中基于路由协议的拥塞控制技术研究成果,并指出网络层拥塞控制技术当前面临的问题和未来的发展方向。     

无线传感网中一种基于多信道节能机制

无线传感网是当前物联网技术研究的热点,无线传感网中如何对能耗进行控制以延长网络的生存时间又成为其中最受关注的问题.为了实现能耗的有效控制,通过对能耗模型的研究和建立,研究提出了一种基于多信道无线传感网的节能机制.它基于非坚持CSMA协议,是通过对非坚持CSMA协议中退避过程的控制和对物理层调制阶数的控制来达到控制能耗目的.同时结合多信道无线传感网中可使用多个信道的特点,建立的节能机制加入可用信道数量来共同分析和处理.最后仿真试验验证了文中提出的机制具有提升能耗效率的效果.     

125kHz射频卡读卡器的天线设计

125 kHz射频卡读卡器的天线是射频卡读卡器的重要部分,关系到射频卡读卡器的可靠性和灵敏度.首先对125 kHz射频卡天线的电流、磁场理论进行简要的分析,讨论读卡角度、读卡距离、天线线径和圈数与读卡器灵敏度的关系,寻求125 kHz射频卡天线设计的一般方法,以最大限度地满足普遍要求的30¹00 mm读卡距离.     

船用智能无线测温系统

为克服船舶复杂电磁环境,实现信息高效传输,该文提出了一种基于TinyOS操作系统的船用智能无线测温系统设计方案,将ATmega128L主控芯片、CC2420射频芯片和DS18B20温度传感器组合设计了无线传感网络节点,实现了温度的精确采集和无线传输,同时通过上位机软件对其进行实时监测、处理、存储和报警.对设计的船用智能无线测温系统进行测试,结果表明该系统能够稳定、准确、快速地获取待测点的温度,而且系统结构简单、节点布置灵活、抗干扰性强,适用于复杂和空间有限的船舶环境.