ЖУРНАЛ СТА №3/2023

L2 – выходная индуктивность; f c – частота несущей. Экспериментально установлено, что для стального магнитопровода ко су- щественно зависит от расстояния между передающей и приёмной ка- тушками. Метод может быть использован для организации внутрицеховых каналов телеметрии на дистанциях, не превы- шающих 50–60 м. Металлоконструкция как элемент магнитной рамочной антенны Обобщённая схема данной модели показана на рис. 2. Передатчик токовых посылок через индуктивное устройство ввода – фер- ритовое кольцо с обмоткой, подключён к металлоконструкциям здания, обра- зующим замкнутый контур (рамку), в результате чего в контуре наводятся то- ковые импульсы, создающие магнит- ное поле, перпендикулярное плоскости рамки. Приёмные устройства, располо- женные в этом же помещении, внутри рамочного пространства осуществляют приём магнитного сигнала на ферри- товые антенны или многовитковые плоские катушки. Дополнительной опцией данного ме- тода является возможность осущест- вления беспроводной подзарядки мик- ропотребляющих приёмных устройств. Данный метод может быть приме- нён для передачи команд и беспровод- ной подзарядки устройств, входящих в систему «умный дом», а также IoT- устройств. Как вариации дизайна данного мето- да, можно предложить следующее. ● Прокладка по периметру помещения, складского стеллажа проводного токо- вого контура (магнитной рамочной передающей антенны), внутри кото- рого расположены приёмные устрой- ства. Данный метод может быть ис- пользован в торговом оборудовании при обновлении информации в элек- тронных ценниках [2], в системах складской логистики – коммуникация с электронными метками. ● Установка по периметру информа- ционного или рекламного щита про- водного контура, образующего маг- нитную рамочную антенну. К конту- ру может быть подключён NFC- модуль с целью передачи информа- ции на абонентские устройства (смартфоны, планшеты) с поддерж- кой NFC. Метод может быть исполь- зован в системах «дополненной» реальности, которые в последнее вре- мя приобретают всё бо́льшую по- пулярность. Применительно к данной модели уровень напряжения сигнала на на- грузке приёмного элемента опреде- ляется выражением [1]: U вых ( t ) = μ 0 ∙ f c ∙ Q ∙ n ∙ S пр ∙ S пер ∙ I m × × cos(2π f c t )(1/( R 2 + h 2 ) 3/2 ), где: Q – добротность приёмного колеба- тельного контура, состоящего из индук- тивности плоской катушки и парал- лельно подключённого конденсатора; n – количество витков приёмной ка- тушки; S пр – площадь приёмной катушки; S пер – площадь передающей магнит- ной рамки; I m – амплитуда тока в рамке; R – радиус рамки; h – расстояние от центра рамки до точки приёма. Металлоконструкция как элемент двухпроводной симметричной открытой длинной линии Структурная схема данной модели канала передачи информации пред- ставлена на рис. 3. Металлоконструкция является одним из проводников длинной линии. Вто- рым виртуальным проводником (воз- врат заземления) длинной линии могут являться шина защитного заземления, шина «нейтраль» силовой электросети, заземление в грунт через стальную пла- стину. Проводники подключаются к пе- редающему устройству. Ввод токового сигнала осуществляется через инжек- тор (каплер) ёмкостного типа. Поскольку, в отличие от классиче- ской длинной линии, погонные пара- метры индуктивности L о и ёмкости C о металлоконструкции носят случайный характер, рассматриваемая линия бу- дет несогласованной, т.е. оптимальное сопротивление нагрузки не будет равно волновому сопротивлению ρ = ( L 0 ∙ C 0 ) 0,5 . С целью максимизации тока переда- ваемого сигнала (минимизации реак- тивного сопротивления линии) не- обходимо в точке приёма заземлить металлоконструкцию одним из выше- перечисленных способов. Как показано в работе [3], в этом случае схема заме- щения короткозамкнутой длинной ли- нии представляет собой последова- тельную цепь, состоящую из сопротив- ления потерь R p и реактивной нагруз- ки Z p . Тогда ток I ( t ) в линии будет опре- деляться как: I ( t ) = ( U c 2 ( t )/( Z p 2 + R p 2 )) 0,5 , СТА 3/2023 36 www.cta.ru НОУ - ХАУ Магнитное поле Заземление Металлоконструкция Передающее устройство Приёмная плоская катушка Приёмный модуль Ток Инжектор Рис. 3. Металлоконструкция как элемент двухпроводной открытой длинной линии Рис. 2. Металлоконструкция как элемент магнитной рамочной антенны Магнитное поле Магнитное поле Приёмная катушка 1 Приёмная катушка 2 Устройство ввода Контур из металлоконструкций Передатчик Приёмник 2 Приёмник 1