Bezvadu informācijas un enerģijas pārraides parametru mērījumi
Tehnoloģijas apraksts
Mērīšanas sistēma sastāv no raidošās iekārtas un uztverošas iekārtas. Raidošā iekārta sastāv no programmvadāmā radio moduļa USRP B210 kopā ar radiofrekvenču signāla pastiprinātāju un antenu. USRP B210 darbība tiek vadīta ar USB interfeisu izmantojot MATLAB datorprogrammu, kas ļauj definēt radiofrekvenču signāla formu un frekvenci no 70MHz līdz 6GHz. Raidīšanas iekārta kopā ar pastiprinātāju spēj ģenerēt lietotāja izvēlētas formas signālus ar izejas jaudas līmeņiem no -60 dBm līdz 30 dBm. Uztverošā iekārta sastāv no uztverošās antenas, pie kuras tiek pieslēgts pētāmais modulis (1. att. kā paraugs ir pieslēgts pārveidotājs, kas uzkrāj enerģiju no pārraidītā radiofrekvenču signāla). Ar augstfrekvenču osciloskopa Tektronix 72004C palīdzību tiek mērīts pētāmā moduļa izejas spriegums un jauda. Osciloskopam ir pieejami 4 kanāli ar 20 GHz ieejas signāla joslu un 100 GS/s nolašu ātrumu. Osciloskopa dati tiek nolasīti ar datora palīdzību, izmantojot izstrādāto MATLAB datorprogrammas programmu. Tas ļauj veikt datu saglabāšanu turpmākai apstrādei. Savukārt, ja izmanto dažādus RF-DC pārveidotājus, tad ir iespējams precīzi nomērīt izejas spriegumu ar vadāmu barošanas ierīci Keysight B2901A, kas arī tiek vadīts ar datoru.
1. att. Bezvadu kanāla mērījumu sistēma
Pielietojums
Sistēma spēj eksperimentāli pārbaudīt pārraidīto signālu formas ietekmi uz bezvadu enerģijas pārraides (WPT) veiktspēju, bezvadu enerģijas pārvades efektivitāti atkarībā no attāluma starp divu iekārtu antenām, kā arī dažādu RF-DC pārveidotāju moduļu darbspēju salīdzinājumu. Ar doto mērījumu sistēmu ir iespējams noteikt bezvadu kanāla ietekmi uz radiosignāla pārvadi atkarībā no bezvadu kanāla parametriem iekštelpās, pārraidāma signāla frekvences, antenu tipa, antenu orientācijas un attālumiem starp iekārtam.
Priekšrocības
Sistēma piedāvā lielu izpētes parametru diapazonu: antenu attāluma, tipa un novietojuma ietekmes pārbaude, izmantojamo signālu parametru izpēte, uztvērēja moduļa darbspējas izpēte informācijas vai enerģijas pārvadei. Mērījumu dati tiek iegūti automātiski, izmantojot izstrādātas MATLAB programmas. Sistēma spēj veikt mērījumos visizplatītākos brīvi pieejamos frekvenču diapazonos, kas pieder ISM joslām: 433.05 - 434.79 MHz, 863 - 870 MHz, 902 - 928 MHz, 2.4 - 2.5 GHz, 5.180 - 5.875 GHz. Dotajos diapazonos ir iespējams veikt mērījumus 5G iekārtām, WSN sensoru mezgliem (priekš IoT), WPT sistēmām.
Atslēgas vārdi
Mērījumi,bezvadu enerģijas pārvade,bezvadu kanāls,antenas,signali