锚系浮标感应耦合数据传输速率的研究

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dza1987
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感应耦合传输式锚系浮标在海洋环境中用于长期原位定点观测和水下数据信息获取。感应耦合传输式锚系浮标采用感应耦合数据传输方式,与以传统电缆直接连接的有线传输和以声学原理为基础的无线传输相比,其可靠性和造价优势明显,但其数据传输率较低,无法应对未来巨量海洋信息的实时观测与传输。因此,本文从理论与实际出发,对锚系浮标感应耦合数据传输速率及相关技术进行研究,该研究对于大量信息的实时观测具有十分重要的应用价值。首先,针对海水与传输缆构成电气回路的感应耦合传输式锚系浮标结构,建立相应的感应耦合数据传输电路模型,采用2FSK(Frequency Shift Keying)数字信号调制解调方式,通过理论分析得到载波频率与数据传输速率、数据传输性能的关系。其次,为了得到合适的感应耦合数据传输系统频率参数,分别通过耦合磁环、传输缆电极与水体实验进行实验装置优化,采用优化后的装置进行感应耦合数据传输特性实验,分析得出:由于实验系统的固有特性,耦合磁环的工作频率和磁导率限制,输出信号幅值存在极大值,根据该极大值对应的频率值选择合适的频率参数。然后设计系统的整体硬件电路,搭建感应耦合传输式锚系浮标系统测试样机,进行感应耦合数据传输实验,完成水下数字基带信号的传输、数据传输速率的提高和误码率分析。最后进行多负载感应耦合数据传输实验,实现水上数字基带信号的数据传输和速率提高。实验结果表明:该系统感应耦合数据传输速率可达100kbps,数据传输可靠性较高,能够满足大量信息实时观测的需求。
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