《物聯(lián)網(wǎng)近場感應通信原理》主要講述近場感應系統(tǒng)基本原理及應用設計方法,包括近場和遠場通信的概念、感應天線的電路模型、共振感應通訊、窄帶系統(tǒng)容量、多輸入多輸出寬帶感應系統(tǒng)、信號編碼與調制、感應鏈路與信道特性、磁感應鏈路設計、感應系統(tǒng)中的失調、交叉干擾及寄生損耗、磁波導器件與距離拓展方法、互阻抗效應及應用、近場方法應用、無線功率傳輸?shù)取?
物聯(lián)網(wǎng),簡而言之,就是物物相連構成的網(wǎng)絡。傳統(tǒng)的物物相連采用的射頻識別技術,它基于電磁波后向散射原理,從作用范圍看,工作于電磁場的遠場區(qū)。與之相對的是近場通信,作為近十年來才出現(xiàn)的一種新型短距、高頻、窄帶無線通信技術,近場通信實現(xiàn)了智能設備在較短距離上的安全、直接交互,在生產(chǎn)和生活中應用越來越廣泛,引起了眾多學術機構、科研人員的極大興趣。
射頻識別與近場通信技術雖然有遠場和近場之分,但從工作的物理機制看,二者都依靠交變電磁場的能量傳遞進行通信。而感應通信則不然,它利用交變磁場來傳遞信息,工作原理類似于變壓器。以往,磁感應通信主要用于水下和地下,而本書首次考慮了磁感應通信與物聯(lián)網(wǎng)的結合,填補了基于感應通信設計物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的方法空白。本書的翻譯出版,可望突破傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)技術應用于軍事領域時受武器彈藥結構尺寸、工作環(huán)境電磁特性和裝備管理要求等的限制,為裝備精細管理、精準運用、精確保障打開新的思路。
翻譯這樣一本技術性極強的專著,對譯者這樣身處基層部隊且擔負大量事務性工作的人員而言誠非易事。從2014年得到裝備科技譯著出版基金資助開始翻譯至今,歷時近五年。翻譯的第一稿由尹曉虎和劉海燕兩位同志完成,劉海燕完成了全書的粗譯,尹曉虎在此基礎上進行了文字潤色整理、公式推導和圖表核對;之后的校對稿主要由卓清琪、尹曉虎完成。為盡最大可能確保翻譯質量和專業(yè)術語正確,譯者不僅查閱了原書參考文獻及其作者的其他文章,進行了一一比對,還對書中方程進行了認真推導,對相關圖表進行了仿真和校對,在此過程中,付出了大量的心血。
本書的翻譯得到了原濟南軍區(qū)裝備部軍械裝甲部和中國人民解放軍72465部隊、國防工業(yè)出版社編輯的大力支持和幫助,在此一并表示感謝。
由于譯者水平有限,謬誤之處在所難免,敬請讀者朋友批評指正。
第1章 近場通信簡介
1.1 近場與遠場
1.2 偶極子天線產(chǎn)生的場
1.3 磁環(huán)天線產(chǎn)生的場
1.4 近場邊界的定義
參考文獻
第2章 自由空間的近場傳播
2.1 偶極子天線的鏈路方程
2.2 磁回路天線的鏈路方程
2.3 天線尺寸對增益的限制
2.4 近場相位變化、衰減及延遲擴展
參考文獻
第3章 近場磁感應通信
3.1 有功功率和無功功率
3.2 近場區(qū)和遠場區(qū)
3.3 感應通信中的能量耦合
3.4 功率傳輸原理
參考文獻
第4章 近場磁感應通信的容量
4.1 多天線近場磁感應通信的容量
4.2 磁泡因子的定義
4.2.1 近場磁感應泡的尺寸
4.2.2 磁泡因子
4.3 感應耦合單輸入多輸出系統(tǒng)
參考文獻
第5章 多輸入單輸出近場磁感應通信系統(tǒng)
5.1 近場磁耦合多輸入單輸出系統(tǒng)
5.2 多輸入單輸出近場磁感應系統(tǒng)的容量
5.3 感應耦合多輸入多輸出系統(tǒng)
5.3.1 發(fā)射機(接收機)間零耦合
5.3.2 發(fā)射機(接收機)間非零耦合
5.3.3 一般情形
5.3.4 中繼耦合
5.4 近場磁感應多輸入多輸出信道矩陣
參考文獻
第6章 近場感應通信系統(tǒng)的電路模型與天線功率估計
6.1 環(huán)形天線的電路模型
6.2 輻射近場區(qū)的鏈路方程
6.3 天線不對中的影響
6.4 線圈的方向和幾何模型
參考文獻
第7章 近場磁感應通信鏈路的電阻和電感特性
7.1 導體的電阻
7.1.1 直流電阻
7.1.2 導體的交流電阻
7.2 無線感應鏈路
7.3 自感
參考文獻
第8章 近場磁感應通信鏈路的電路模型
8.1 感應鏈路的電路模型
8.2 耦合與串擾
8.3 窄帶近似
8.4 發(fā)射機與接收機之間的通信
8.5 從接收機到發(fā)射機之間的通信
8.6 結論
8.7 鏈路帶寬
參考文獻
第9章 近場磁感應通信鏈路的效率
9.1 感應通信鏈路的效率
9.2 互阻抗
9.3 無補償鏈路
9.4 補償鏈路的效率
9.5 發(fā)射機線圈和接收機線圈的串聯(lián)補償
9.6 發(fā)射機串聯(lián)補償而接收機并聯(lián)補償
9.7 考慮接收機寄生電容的并聯(lián)補償
參考文獻
第10章 近場磁感應通信中的串擾
10.1 互感
10.2 單輸人多輸出系統(tǒng)的近場耦合模型
10.3 耦合矩陣
10.4 串擾模型
10.5 串擾
10.6 感應耦合通道陣列的電路模型
10.7 電壓放大器
參考文獻
第11章 編碼
11.1 密勒(Miller)編碼
11.2 曼徹斯特編碼
參考文獻
第12章 調制
12.1 近場磁感應調制的一般原理
12.2 阻抗調制
12.3 負載調制
12.4 相移鍵控
12.5 頻移鍵控
參考文獻
第13章 寬帶近場磁通信
13.1 寬帶感應鏈路的電路模型
13.2 譜掩碼
參考文獻
第14章 互阻抗對串擾的影響
14.1 系統(tǒng)拓撲結構
14.2 互阻抗對接收機感生電壓的影響
14.3 并聯(lián)調諧接收機電路
14.4 串聯(lián)接收機電路
參考文獻
第15章 磁感應鏈路預算
15.1 Agbinya-Masihpour鏈路預算模型
15.2 Agbinya-Masihpour1鏈路預算模型
15.3 Agbinya-Masihpour2多級近場磁感應通信的鏈路預算模型
參考文獻
第16章 磁感應波導器件
16.1 兩端器件
16.2 法布里一珀羅共振濾波器
16.3 布拉格光柵
16.4 分接器
16.5 三端器件
16.6 定向耦合器
16.7 模態(tài)激發(fā)與傳播
16.8 磁感應線圈的損耗
參考文獻
第17章 近場通信的應用
17.1 近場通信概述
17.1.1 生物醫(yī)學監(jiān)測
17.1.2 移動電話
17.2 無線功率傳輸
17.3 軍用近場通信技術
參考文獻
第18章 無線功率傳輸
18.1 簡介
18.2 磁感應無線功率傳輸?shù)膽?br>18.3 通用無線功率傳輸系統(tǒng)
18.4 無線功率傳輸在醫(yī)學上的應用
18.5 多電壓輸出磁感應無線功率傳輸系統(tǒng)
18.6 磁感應無線功率傳輸在采用螺旋線圈的植入式醫(yī)療設備中的應用
參考文獻
第19章 近場通信的應用
19.1 葡萄糖、體重和血壓管理
19.2 助聽器
19.3 非接觸支付
19.4 無線功率傳輸
參考文獻
第20章 近場磁感應通信仿真器
20.1 近場磁感應通信仿真器
20.2 開發(fā)方法
參考文獻
附錄