ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2023, № 1 · РАДИОТЕХНИКА

Разработка системы связи на основе передачи информации за счет магнитной компоненты электромагнитного поля

А.Ю. Гришенцев1, В.А. Горошков1, Р.И. Чернов1

1 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский университет ИТМО», Санкт-Петербург, Россия
Полный текст DOI: 10.30898/1684-1719.2023.1.6 УДК 621.396.944 EDN XTEMKN

Аннотация

Произведена разработка системы связи на основе передачи информации за счет магнитной компоненты электромагнитного поля. Выполнен обзор предметной области и предпосылок к созданию системы магнитной связи. Сформулирована цель исследований: разработка системы связи обеспечивающей беспроводной канал передачи информации сквозь толщу проводящей материи. Актуальность исследований обоснована необходимостью обеспечивать беспроводную связь сквозь толщу проводящей среды при ограниченной мощности излучения и локальном действии системы связи. Разработана общая концепция системы связи, а также образующие ее элементы: датчик магнитного поля, магнитный излучатель, метод модуляции, протокол передачи сообщений. Изготовлен опытный образец системы магнитной связи. Предмет исследования: беспроводная передача информации за счет магнитной компоненты электромагнитного поля. Объект исследования: система передачи информации. Методология: комплекс методов и средств разработки элементов и узлов беспроводной связи применительно к системе передачи информации за счет магнитной компоненты электромагнитного поля. Основной результат: разработана система беспроводной связи с помощью магнитной компоненты электромагнитного поля. Практическая значимость: результаты исследований могут быть полезны для систем автоматики и телекоммуникаций, организации беспроводной связи сквозь среды со значительным поглощением электромагнитной волны. Ключевые слова: система магнитной связи, магнитное поле, разработка и проектирование.

  • система магнитной связи
  • магнитное поле
  • разработка и проектирование
Abstract (in English)

Development of a communication system based on the transmission of information due to the magnetic component of the electromagnetic field

A communication system based on the transmission of information due to the magnetic component of the electromagnetic field has been developed. The review of the subject area and prerequisites for the creation of a magnetic communication system is carried out. The purpose and objectives of the study are formulated. The purpose of the study: to develop a communication system that provides a wireless channel for transmitting information through the thickness of conductive matter. The relevance of the research is justified by the need to provide wireless communication through the thickness of the conductive medium in local execution conditions with limited radiation power. A general concept of the communication system has been developed, as well as its constituent elements: a magnetic field sensor, a magnetic emitter, a modulation method, and a message transmission protocol. A prototype of a magnetic communication system has been manufactured. Subject of research: wireless transmission of information due to the magnetic component of the electromagnetic field. Object of research: information transmission system. Methodology: a set of methods and tools for the development of elements and nodes of wireless communication in relation to the information transmission system due to the magnetic component of the electromagnetic field. The main result: a wireless communication system has been developed using a magnetic component of an electromagnetic field. Practical significance: the results of the research can be useful for automation and telecommunications systems, the organization of wireless communication through environments with significant electromagnetic wave absorption.

Для цитирования

Гришенцев А.Ю., Горошков В.А., Чернов Р.И. Разработка системы связи на основе передачи информации за счет магнитной компоненты электромагнитного поля // Журнал радиоэлектроники. – 2023. – № 1. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.1.6

Литература

  1. Демирчян К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В., Чечурин В.Л. Теоретические основы электротехники. 4-е изд. Санкт-Петербург, Питер. 2006. Т.3. 377 с.
  2. Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчет индуктивностей. Справочная книга. Ленинград, Энергоатомиздат. 1986. 488 c.
  3. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т.VIII. Электродинамика сплошных сред. 4-е изд. Москва, Физматлит. 2005. 656 с.
  4. Иродов И.Е. Электромагнетизм. Основные законы. 5-е изд. Москва, Бином, Лаборатория знаний. 2006. 319 с.
  5. Яковлев О.И., Якубов В.П., Урядов В.П., Павельев А.Г. Распространение радиоволн. Москва, ЛЕНАНД. 2009. 496 с.
  6. Калинин А.И., Черенкова Е.Л. Распространение радиоволн и работа радиолиний. Москва, Связь. 1971. 440 с.
  7. Болл Стюарт Р. Аналоговые интерфейсы микроконтроллеров. Москва, И.Д. "Додэка-XXI". 2007. 360 с.
  8. Гришенцев А.Ю., Коробейников А.Г., Горошков В.А., Чернов Р.И., Тихомиров А.В., Козин О.В. Разработка и моделирование магнитооптического датчика градиента магнитного поля с торсионным подвесом чувствительного элемента. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2021. №11. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.11.4
  9. CCD Linear Image Sensor TCD1304DG [web] Toshiba electronic devices & storage corporation. Дата обращения: 27.10.2022. URL: https://toshiba.semicon-storage.com/eu/semiconductor/product/linear-image-sensors/detail.TCD1304DG.html
  10. Перов Н.С., Грановский С.А., Стрелков Н.В., Шапаева Т.Б., Макарова Л.А., Шапаев Б.А. Изучение постоянного магнитного поля. Численное моделирование и эксперимент. Москва, изд-во: МГУ. 2017. 23 с.
  11. MatLab [web] The MathWorks, Inc. Дата обращения: 27.10.2022. URL: https://www.mathworks.com/products/matlab.html
  12. Ротхаммель К., Кришке А. Энциклопедия антенн. Москва, ДМК Пресс. 2016. 812 с.
  13. Захаров В.З., Левчук П.Ф., Муравьев Ю.К., Слюсарев П.В., Серков В.П., Спиридонова М.В. Характеристики антенн для радиосвязи. Ленинград, Типография ВКАС. 1967. 130 с.
  14. Бобков А.М. Магнитное поле. Магнитные приемные антенны. Санкт-Петербург, ООО "КСИ-Принт". 2019. 256 с.
  15. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. 2-е изд. Москва, ООО "И.Д. Вильямс". 2017. 1100 с.
  16. Полонников Р.И. Основные концепции общей теории информации. Санкт-Петербург, Наука. 2006. 204 с.
  17. World Magnetic Model 2020 Calculator [web] Geomagnetism British Geological Survey. Дата обращения: 27.10.2022. URL: http://www.geomag.bgs.ac.uk/data_service/models_compass/wmm_calc.html
  18. Голдсмит А. Беспроводные коммуникации. Москва, Техносфера. 2011. 904 с.
  19. Прокис Дж. Цифровая связь. Москва, Радио и связь. 2000. 800 с.