无线电报实验报告.docx
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无线电报实验报告.docx
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无线电报实验报告
无线电报实验报告
篇一:
无线电报系统工程体验实验1实验报告
无线电报系统工程体验实验
Lab1:
无线电报系统基础
姓名:
班级:
学号:
日期:
摘要:
动手搭建无线电报系统,通过小组内的协作自制一套无线电报协议,并进行了第一次无线电报通信。
在此期间虽能够接收到小组成员发出的信号,但在通信过程中干扰众多,通信设备随时都可能出现故障。
因此要实现一次成功且有效的通信需要将众多因素考虑在内,比如如何在信号中断后重新连接,如何降低通信过程中的干扰等。
正文:
1、简介:
通过实验熟悉无线电报系统,无线电报的基本使用方法,并动手搭建无线电报系统。
2、目的:
搭建无线电报系统,熟悉无线电报的基本使用方法,并完成第一次无线电报通信。
3、实验方法:
3.1、设备:
电键、电报盒子、耳机、对讲机
图1无线电报系统连接图
3.2、步骤:
(1)搭建无线电报系统:
①分组检测设备,按原理图1连接。
②把开关旋至发报,检测是否正常。
③把开关旋至语音,检测是否正常。
(2)第一次无线电报通信:
①双方各持发报、接收设备,确保其处于正常工作状态。
②双方约定好频道,以及换频道电报文。
③甲方进入考核区,乙方发送一组数据。
④甲乙双方切换频率点。
⑤重复步骤③④,直到3组数据接收完毕。
⑥乙方使用电报指示甲方归队。
4、讨论及结论:
无线电报通信过程中有众多干扰,通信设备随时都可能出现故障,为确保通信的有效进行,需要对现实状况进行多方面考虑。
篇二:
无线电能传输(课程设计)实验报告
实验报告
1.实验原理
与无线通信技术一样摆脱有形介质的束缚,实现电能的无线传输是人类多年的一个美好追求。
无线电能传输技术(WirelessPowerTransfer,WPT)也称之为非接触电能传输技术(ContactlessPowerTransmission,CPT),是一种借于空间无形软介质(如电场、磁场、微波等)实现将电能由电源端传递至用电设备的一种供电模式,该技术是集电磁场、电力电子、高频电子、电磁感应和耦合模理论等多学科交叉的基础研究与应用研究,是能源传输和接入的一次革命性进步。
无线电能传输技术解决了传统导线直接接触供电的缺陷,是一种有效、安全、便捷的电能传输方法,因而它被美国《技术评论》杂志评选为未来十大科研方向之一。
该技术不仅在军事、航空航天、油田、矿井、水下作业、工业机器人、电动汽车、无线传感器网络、医疗器械、家用电器、RFID识别等领域具有重要的应用价值,而且对电磁理论的发展亦具有重要科学研究价值和(转载自:
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无线电报实验报告)实际意义。
在中国科协成立五十周年的系列庆祝活动中,无线能量传输技术被列为“10项引领未来的科学技术”之一。
到目前为止,根据电能传输原理,无线电能传输大致可以分为三类:
感应耦合式、微波辐射式、磁耦合谐振式。
作为一个新的无线电能传输技术,磁耦合谐振式是基于近场强耦合的概念,基本原理是两个具有相同谐振频率的物体之间可以实现高效的能量交换,而非谐振物体之间能量交换却很微弱。
磁耦合谐振式无线电能传输的传输尺度介于前两者之间,因此也被称之为中尺度(mid-range)能量传输技术,其尺度为几倍的接收设备尺寸(可扩展到几米到几十米)。
除了较大的传输距离,还存在以下优势:
由于利用了强耦合谐振技术,可以实现较高的功率(可达到kW)和效率;系统采用磁场耦合(而非电场,电场会发生危险)和非辐射技术,使其对人体没有伤害;良好的穿透性,不受非金属障碍物的影响。
因此该技术已经成为无线电能传输技术新的发展方向。
基于磁耦合谐振技术的无线电能传输技术主要利用的是近场磁耦合共振技术,共振系统由多个具有相同本征频率的物体构成,能量只在系统中的物体间传递,与系统之外的物体基本没有能量交换,在达到共振时,物体振动的幅度达到最大。
基于磁耦合谐振技术的无线电能传输系统一般由高频发射源、发射系统、接收系统、负载等部分组成,其中发射系统和电磁接收系统,是无线电能传输系统的关键部分。
其典型模型如下图所示。
由下图可知发射系统包括励磁线圈和发射线圈,它们之间是通过直接耦合关系把能量从励磁线圈传到发射线圈,励磁线圈所需能量直接从高频电源处获得。
电磁接收系统包括接收线圈和负载线圈,它们之间也是通过直接耦合关系把能量从接收线圈传到负载线圈。
发射线圈与接收线圈之间通过空间磁场的谐振耦合实现电能的无线传输。
目前国内外的学者多利用“耦合模”理论对磁耦合谐振技术的无线电能传输技术进行分析,并得到能量高效传输的必要条件[13]:
①发射线圈和接收线圈的固有谐振频率相同,并具有较高的品质因数;
虽然“耦合模”理论对无线电能传输技术基本原理进行了解释,但是在涉及具体电路及其参数的设计问题上“耦合模”理论也有一定的局限性,因此本文利用互感理论来进一步分析问题,尤其是利用该方法在参数设计方面进行探索。
基于磁耦合谐振技术的无线电能传输系统的等效电路模型如下图所示,励磁线圈由激励源(高频功放)VS和单匝线圈组成,负载线圈由单匝线圈和负载组成,发射和接收线圈均由具有相同谐振频率的多匝线圈组成。
在系统设计时为了
降低设计的复杂性,将发射和接收线圈设计成相同的尺寸和机械结构,因此,两线圈的等效参数可认为是一致的。
上图中激励源内阻为RS,负载电阻为RL;L1、L2、L3、L4分别为励磁线圈射线圈、接收线圈和负载线圈的等效电感;C1、C2、C3、C4分别为励磁线圈、发射线圈、接收线圈和负载线圈的等效电容;RP1、RP2、RP3和RP4分别为励磁圈、发射线圈、接收线圈和负载线圈内由于趋肤效应等因素产生的损耗电阻;Rrad1、Rrad2、Rrad3、Rrad4分别为励磁线圈、发射线圈、接收线圈和负载线圈的辐射等效电阻。
将励磁线圈的电路反射到发射线圈,相当于发射线圈中加入一个感应电动势;而将负载线圈反射到接收线圈相当于接收线圈增加了一个反射阻抗,其等效电路如下图所示。
设流过发射线圈和接收线圈的电流分别为I1、I2,方向如下图所示。
根据基尔霍夫电压定律(KVL),
上图为无线电能传输系统的简化电路。
由此图可推导出:
2.实验步骤
a.在印刷电路板上绕制所需电感线圈(发射极)
b.测量所绕制的电感线圈的电感值L
c.根据所测得的L值,初定角频率w,并计算出匹配电容的理论值C0。
d.根据匹配电容的理论值C0匹配电容组合,并通过比对示波器上的电压
电流波形,确定匹配电容的实际值C。
3.实验过程及数据
先将导线绕入印刷电路板,然后用透明胶粘好,使导线位置固定,然后除去两头导线的绝缘层,测量其电感值,如下图所示:
得出所绕制的电感线圈的电感稳定值为1.61uH
由w2CL=1可知,定f=200KHz,
所以w=1256.64rad/s,所需匹配电容的值为:
C0
=393nF
篇三:
无线电实验报告
无线电定位系统与技术
实验报告
1实验目的及要求
(1)实验目的
通过几个定性的实验深入理解雷达测距、测速的原理,了解信号源、频谱仪和示波器的操作。
(2)实验要求
完成连续波雷达信号测速和脉冲雷达信号测距两项实验内容,记录相关数据并思考其中的原因。
2实验原理
(一)雷达测距原理
测距是定位系统的基本功能之一本次实验使用的是一种雷达系统常用的测距方法:
脉冲测距法。
脉冲测距法的基本原理是:
雷达发射机经天线发射脉冲电磁波,接收机接收目标的回波信号。
通过测出发射波与回波信号之间的延迟时间?
,就可以确定目标距离。
(二)雷达测速原理
测速雷达主要系利用多普勒效应(DopplerEffect)原理:
当目标向雷达天线靠近时,反射信号频率将高於发射机频率;反之,当目标远离天线而去时,反射信号频率将低於发射机率。
如此即可借由频率的改变数值,计算出目标与雷达的相对速度。
3实验环境
(1)实验设备
(2)实验配置
4实验结果及分析
4.1根据实验数据(附上图形),分析连续波雷达测速的原理,求出速度值。
(a)
(b)
(c)
(D)
分析:
图(a)为带金属板靠近,(b)为带金属板远离,(c)人作目标远离,(d)人
作目标靠近。
计算:
由
fd?
cfd
fd?
?
vd?
?
vd?
?
22f0
2vd
其中
f0?
2.9Ghz,c为光速,由图可知fd为15hz,所以可以求出目标速度为0.77m/s。
4.2根据实验数据(附上图形),分析脉冲雷达测距的原理,估测出距离。
分析一下测距效果是否理想?
改进途径是什么?
由图可知测量得到发射波和回波之间的延迟时间为230ns。
根据
可得R=31.5m,目测距离15m,有一定的偏差,实验结果的准确性不够理想。
这可能是由于在室内测距时,有墙壁等周围环境带来的杂波干扰,当然自身也发生了混叠,使得测量数据与真实值有所偏差。
可以尝试在室外进行测量操作,或是对雷达系统添加抑制杂波的模块。
CW体制,杂波谱在零频,动目标的谱在非零频,对回波做FT即可检测运动目标谱;脉冲体制,固定杂波回波相位不变,而运动目标回波相位变,做MTI即可检测运动目标回波。
3)不同实验条件下,噪声频谱、杂波频谱和运动目标回波频谱各有什么特点?
在不同实验条件下,噪声频谱都近似为白噪声,频谱近似直线;杂波频谱都是近似服从统计分布的谱,通常服从高斯分布或瑞利分布;连续波雷达运动目标回波频谱是偏移的峰(由于多普勒频移,形成多峰);脉冲雷达运动目标回波频谱是偏移的sinc函数。
4)写出从取得的实验波形和数据中得出的其它结论和思考。
(1)矢量信号发生器产生信号频率范围应设多少?
矢量信号发生器产生信号频率范围应为喇叭天线和频谱仪频率范围的交集,即2.6GHz~3GHz。
(2)喇叭天线增益和频率之间的关系是什么?
增益是指:
在输入功率相等的条件下,实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。
它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。
增益显然与天线方向图有密切的关系,方向图主瓣越窄,副瓣越小,增益越高。
G?
?
D。
没有涉及频率,书上说,频率越高,喇叭天线增益越高。
(3)两个喇叭天线之间的互耦影响和什么有关系?
天线副瓣越高,距离越近,互耦影响越大。
(4)实验环境有什么强杂波影响?
室内实验,墙的反射相当于雷达强杂波,我们的图片中出现了很多的毛刺,由于还有其他运动目标运动导致的。
(5)如何消除强杂波的影响?
CW体制,杂波谱在零频,动目标的谱在非零频,对回波做FT即可检测运动目标谱;
脉冲体制,固定杂波回波相位不变,而运动目标回波相位变,做MTI即可检测运动目标回波。
(6)目标回波强弱和其大小、形状有什么关系?
目标回波大小和其RCS成正比,目标RCS和形状、尺寸、结构、材料、电磁波极化方向、波长、姿态等因素都有关系。
5心得体会
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- 无线电报 实验 报告