文档名：基于电流场的阵列极板水下通信系统仿真分析
摘要：电流场通信是一种无线通信技术,通过传导电流在水体中传播.传统的水下电磁波通信存在信号衰减大、天线复杂、架设困难等问题.因此,结合电流场水下传播理论,提出了一种基于阵列极板的水下通信系统.使用有限元软件Comsol建立了阵列极板电场模型,并通过频域分析模拟了1x4阵列切面的电场和电势分布.同时,在1x4阵列和1×2阵列之间进行了信号接收效果的对比.在此基础上,分析了6组正负极接线方式对信号接收强度的影响.瞬态时域分析则用于模拟输入输出波形的变化.实验证明,在不增加发射功率的条件下,通过增加阵列排布数量,可以有效提高通信效果.同时,传输过程中信号波形基本保持不变,无相位偏移,从而证明了阵列极板水下通信的可行性.研究结果为新型电流场水下通信系统的建立提供了理论基础.
Abstract：Currentfieldcommunicationrepresentsawirelesstechnologythatpropagatesthroughunderwaterenvironmentsbyconductingelectriccurrent.Conventionalunderwaterelectromagneticwavecommunicationencounterschallengessuchassignifi-cantsignalattenuation,intricateantennastructures,andinstallationdifficulties.Toaddresstheseissues,thisstudyintegratesthetheoryofunderwatercurrentfieldpropagationandproposesanunderwatercommunicationsystembasedonanarrayofpolarplates.TheelectricfieldmodelofthearraypolarplateisestablishedutilizingthefiniteelementsoftwareComsol.Frequencydo-mainanalysisisemployedtosimulatetheelectricfieldandpotentialdistributionofthe1×4arraycutsurface.Additionally,acomparativeanalysisofsignalreceptioneffectivenessisconductedbetween1×4and1×2arrays.Buildinguponthis,theimpactofsixsetsofpositiveandnegativewiringmethodsonsignalreceptionstrengthisanalyzed.Transienttime-domainanalysisisthenappliedtosimulatechangesininputandoutputwaveforms.Experimentalresultsvalidatethatenhancingthenumberofarrayrowseffectivelyimprovescommunicationwithoutincreasingtransmitpower.Moreoversignalwaveformsexhibitminimalalterationandmaintainphasestabilityduringtransmission,therebyconfirmingtheviabilityofunderwatercommunicationusingarrayedpo-larplates.Thefindingsofthisresearchcontributeatheoreticalfoundationforthedevelopmentofanovelcurrentfieldunderwa-tercommunicationsystem.
作者：付国航 金建辉Author：FuGuohang JinJianhui
作者单位：昆明理工大学信息工程与自动化学院,云南昆明650500
刊名：电子技术应用
Journal：ApplicationofElectronicTechnique
年，卷(期)：2024, 50(4)
分类号：TN011.6
关键词：有限元分析 阵列极板 电流场通信 水下通信 性能分析 模型仿真
Keywords：finiteelementanalysis arraypolarplates currentfieldcommunication underwatercommunication performanceanalysis modelingandsimulation
机标分类号：TN958.98TP391.9TP13
在线出版日期：2024年4月26日
基金项目：基于电流场的阵列极板水下通信系统仿真分析[
期刊论文] 电子技术应用--2024, 50(4)付国航 金建辉电流场通信是一种无线通信技术,通过传导电流在水体中传播.传统的水下电磁波通信存在信号衰减大、天线复杂、架设困难等问题.因此,结合电流场水下传播理论,提出了一种基于阵列极板的水下通信系统.使用有限元软件Comsol建立...参考文献和引证文献
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