抽象性
反波多维瓦尔迪天线同时运行,对聚氯乙烯管道按序安装时进行遥测和感知高辐射效率实现,当管道空或含水时天线阻抗稳定忠诚因子性能基于输入Ultra-Wideband高斯脉冲水位和管道条件不尽相同匹配率90%至96%,这是适配动态测距和脉冲通信适当质量远程监控
开工导 言
监听管道系统是一个大问题,必须持续提供液态内容信息漏水传感器网络或关键排水系统暴雨检测就是这种情况文献中为微量气体和热学等应用提出了数项技术一号..此外,还提议超声波传感器精确检测和定位掩埋水管渗漏2,3..声波监测广泛用于检测泄漏,但在时间响应、强健性、可靠性、精度和成本方面引起关注无线电频率遥测最近被引入局部化泄漏和故障管道地面渗透雷达系统可高效设计,通过使用低频电磁波[4,5..但由于成本和特征,GPR适合特殊维护EM传感器显示波传播反射6..漏洞/裂缝反射可快速通过EM传播模式监控识别,但这一技术仅限于有限数项应用和假想
高数据率和低功率需求使UltraWB技术主要用于短距离无线通信和传感器系统大操作频谱可生成短脉冲UBB传感器可监控脉冲变换并识别相关环境变化时间域操作意味着设计新特长图来描述UWB脉冲广播系统特征信号纯度特别可用于评估UBB前端天线和传感器操作场景时间域性能可用忠实性因子测量,该因子估计接收信号相对于原发信号的失真性论文介绍在UWB范围运行的相容抗药维瓦尔迪天线拟安装到聚氯化物管道上UWB方向天线设计适应圆跨段管道曲面,供流速计设备间通信7..无线监控技术辅助流控可提高可靠性、降低成本并保存空间后一建议8声波传感器与用外部网关通信的无线电传输器相联
论文中提议为管道遥测应用开发创新的UWB天线,用于遥感和数据传输初步研究频率域内向性UWB天线接合效果九九扩展时域分析四大标准PVC管道使用有限集成时间域技术(CST微波工作室[CST10))数值结果显示,自来水管内水位并同时传送到外部计量站适配性抗波达维瓦尔迪天线合并操作可大大简化计量系统并节省费用具体地说,忠诚因子被证明是感知水的存在变化并评估辐射特性的方便度量法时间域性能通过计算接收脉冲对数探针循环分布天线 平面5摄氏度接收脉冲质量通过天线系统RF通道可用下列表达式评价11: 源脉冲 输出脉冲 分别按他们的能量实现正常化忠诚因子FF最大集成 .线性运算符 描述输入信号中发生的系统变换 .在本案中,由于传输天线为Vivaldi类型,对源脉冲进行切分12和运算符 匹配 .
操作场景设想如下管道安装天线/传感器通信UWBIEE802.15.4节点UWB范围依赖数据带宽,在此例中数据带宽很小,允许范围达数十米。管道天线位置应联系AP定位加以考虑
二叉反波多维瓦尔迪天线测试环境
反波多维瓦尔迪天线安装在管道表面时可横跨FCCUWB频谱操作(3.1-10.6GHz)。天线双向打印为0.375毫米薄二元5870二电基件 , 整体维度50x53mm选择二电材料是为了稳定电特性,并加机械弹性,允许天线圆柱面曲线图1(a)显示天线几何和坐标系磁天线孔径生成多重共振,产生持续操作UWB带宽和统一点火定向辐射模式图解1(b)并1(c)显示天线曲率时管道纵向轴旋转或旋转向141.2毫米和114.3毫米曲率天线尾点
(a)
(b)
(c)
特别是闪光形状磁带线用两个指数曲线描述2并反射对面电量 内外部磁带剖面图
为了减少后叶辐射,指数线与样条形状相联13..最后,磁带微步进取线设计可保证交叉点上宽带50xx阻抗状态14..
2.1.自由空间天文特征
反波多维瓦尔迪天线性能显示它能适应机械弯曲 轴心图2显示自由空间 天线平面和曲线配置阻抗匹配表示 完全WB带宽所有配置和-10dB下保持稳定
三维宽带自由空间射线图解显示平面和曲线配置3.模式显示相同的形状和高增益结束点火由抗波变换波束 方向不完全对称触控天线会影响辐射模式 切分对称磁带线解析按预期,通过降低曲率直径,最大辐射方向从 向角范围20+30度方向此外,在整个FCCUWB波段都可以看到辐射模式高度稳定
(a)
(b)
(c)
2.2.管道特征化
四大ASTM标准PVC管道 脱机损差=0.086 GHz和0.0182 GHZ15)审议并汇总于表一号[16..维度适合用水和卫生应用以及暴水排水待检测级别定性为 "空空并满分水管互不相欠第一阶Debye模型 , 松散时间 ss和 用于模拟水分行为
2.3感想信号和快递因子度量
选择可感应信号是分析中非常重要的方面,因为设备设计成传感器和发射机操作需要考虑数个设计因子选择适配信号向传感器/ANETERNAi)天线维度逆比下边缘频率;二)考虑天线贴近水时,下边缘频度选择方式必须保持操作带宽下端效率三)系统敏感水加载取决于测量忠诚因子的带宽图中4正常输入信号选择此程序时绘制时间域天线效率与适当忠诚系数对测试环境敏感度之间的方便折中可以通过使用以7.5GHz为中心高斯脉冲实现频谱20db带宽范围为6.2至8.8GHz
3级频域性能
本节天线性能在频率域内评价时,即以一致性方式安装到表内管道配置一号.微信管不同直径和厚度从阻抗匹配和辐射特性两方面都影响天线行为水管内部产生最明显的变异图5显示天线阻抗特性匹配空或满水时不同管道配置可以看到返回损耗曲线下降为较低值时管道填充水量,因为这会增加损耗效果对配置更显眼A级并C级因薄聚氯乙烯层介于天线和水含量间
(a)
(b)
(c)
d)
从模拟中天线显示稳定辐射特性,从模式形状上看运行带宽(6.2-8.8GHz) 平面图仅显示中心频率7.5GHz6)高增益下降时管道因损耗增加和电介加载充水然而,所有配置都调查天线辐射保持高效,管道内有水和无水也是最大辐射变化方向 因水分反射行为事实上,当管道满水时,向角段30+50度转移
(a)
(b)
(c)
d)
4级时间域性能
天线需要同时传输传感器功能,角段需要识别高辐射效率和感知特征图中显示6中测得增益性能之间令人满意的折中 -平面带水无水实现范围 .此外,在这个空间区域,忠诚系数假设值超过90%,与所有分析假设中脉冲通信可靠的无线电链路相对应。区间60+70摄氏度外,未发现所有受调查的假想组合适当性能增益(0比)和FF增益(80%以上)。另一方面,忠诚因子也可以用作感知性能有效图从定义上看,它取决于整个带宽传输信号的变异天线传输特性随水填水管变化,这种效果即时表示为忠诚因子变形图7表示忠诚因子变化幅度为案例间6%之和空空并全数系统适当定性后,这些偏差可用于监控聚氯乙烯管道内水分并同时传送信息到外部计量站
(a)
(b)
(c)
d)
5级结论
UWB方向反波维瓦尔迪天线设计用于水管感测和遥测天线阻抗作用与四管调查时保持匹配,增益和忠诚因子与填水管道显著下降管道材料和水分分散性能将改变天线转移功能,扭曲辐射接收信号形状聚焦于6.2至8.8GHz和角距离 中 天线在所有假设中高效辐射 从增益和忠诚因子数字调查这些属性建议同时感测和遥测应用使用同一种天线水内容引起忠诚因子变异90%至96%,此图建议作为可靠感测参数评估管道内容状态同时,值超过80%安全高射线连接脉冲通信,天线能实时向外部遥测站传递信息