Resumen

En la comunicación en la banda de superbaja frecuencia (30∼300 Hz), la antena tradicional cubre una gran superficie y tiene una baja eficiencia de radiación. La excitación de las ondas electromagnéticas mediante el movimiento mecánico de los imanes permanentes permite una tecnología miniaturizada para la comunicación de súper baja frecuencia. Para esta técnica de miniaturización, este trabajo propone un marco de arquitectura de comunicación de súper baja frecuencia. Se lleva a cabo un análisis teórico y una verificación experimental de cada módulo de la unidad en el marco estructural para lograr una comunicación de alta calidad. Para la unidad de radiación, se introducen los parámetros del imán permanente y las distancias de comunicación para establecer un modelo de análisis de la potencia de radiación del imán permanente giratorio y para estudiar las características de radiación de los imanes permanentes giratorios. Para la unidad receptora, se propone un método de caracterización de la sensibilidad basado en la relación entre la tensión de ruido térmico de la bobina y la tensión inducida. A partir del modelo de análisis de sensibilidad, se desarrolla una bobina cuadrada que cumple los requisitos de comunicación de una antena mecánica y se construye una plataforma experimental. Se realizan experimentos sobre los factores que afectan a la potencia radiada y a la sensibilidad de la bobina, y se llevan a cabo experimentos de comunicación con modulación de señal 2FSK para verificar la viabilidad del marco de la estructura de comunicación. El volumen de los imanes permanentes de la antena mecánica en el experimento es todo él inferior a 10 cm3, y la frecuencia de funcionamiento es continuamente ajustable de 0 a 250 Hz. Los resultados experimentales muestran que la potencia radiada de campo cercano de un imán permanente giratorio es proporcional al cuadrado del volumen del imán permanente giratorio; la sensibilidad de la bobina es proporcional al número de vueltas y al área de la bobina. Al controlar la velocidad en tiempo real, se puede controlar la frecuencia de la señal y modularla.

• Materias:Radiofrecuencia Teoría de Antenas Redes Inalámbricas Banda ancha Ondas de radiofrecuencia
• Subjects:Radio frequency Antenna theory Wireless Networks Broadband Radio frequency waves
• Palabras claves:imán permanente, antena mecánica, modulación de la señal 2fsk, potencia de radiación del imán, marco de la estructura de comunicaciones, modelo de análisis de potencia, métodos de caracterización de la normalización, modelo de análisis de sensibilidad, número de vueltas, baja eficiencia de radiación
• Keywords:permanent magnet, mechanical antenna, 2fsk signal modulation, magnet radiation power, communications structure framework, power analysis model, normalization characterization methods, sensitivity analysis model, number of turn, low radiation efficiency