特高频检测(UHF)

1 ) 电磁波
1863年, 麦克斯韦发现电磁波。在交变得电场附近产生磁场, 交变磁场附近产生电场, 循环传递, 电信号由近向远传播, 并伴随能量的衰减, 这就是电磁波的传播方式。

2) 电磁波衰减特点
①先衰减高频, 再衰减低频
②频率越高, 衰减越快; 频率越低, 传播越远
③频率越高, 能量越大穿透能力越强
3) 电磁波在GI S中的衰减特性
①环氧树脂或内置传感器检测位置的衰减特点在通过盆子、 刀口、 开关、 CT 等部位都会发生衰减, 不同的放电类型有不同的频域分布, 会导致衰减的能量有略微差异。其中刀口的开断方式对信号的影响较大:电磁波在传递过程中分为横磁波和高次横态分量波, 当遇到断口时, 横磁波无法传递, 只有高次横态分量波传递。所以闭合刀口衰减更小, 而且在长距离传输过程中, 横磁波会发生色散现象, 对峰峰值会产生影响, 所以仅作为参考意义。
②浇筑口位置检测的衰减特点电磁波在传播过程中离开直线传播的路径绕到障碍物背后的现象叫做衍射, 电磁波通过浇注口位置传播就是电磁波的衍射现象。 电磁波在任何情况下都会发生衍射现象, 但在障碍物或孔径与波的波长差不多, 或者比波的波长大时, 才会发生明衍射现象

f=V/λ
f-频率
V-电磁波的传播速度(3. 0×1 0 8 m/s)
λ -波长
针对浇注口位置, 当信号频率较大时,才会发生明显衍射现象, 信号传播出来。
所以有:
a. 浇注口相当于高通滤波器, 频率较小信号无法传播出来。
b. 对比环氧树脂盆子, 浇注口检测范围可能更小。显的衍射现象。

### 特高频传感器的速度性能及相关技术参数 特高频传感器通常用于检测电磁波信号,尤其是在无线通信、雷达以及射频识别等领域。其速度性能和技术参数主要取决于工作频率范围、带宽、灵敏度以及其他设计特性。 #### 工作频率范围 特高频UHF, Ultra High Frequency)一般指300 MHz到3 GHz之间的频率范围[^1]。不同的应用可能需要特定的工作频率子集,在此范围内,传感器的设计会直接影响其响应时间与数据采集速率。 #### 响应时间和延迟 对于动态环境中快速变化的目标监测而言,特高频传感器的响应时间是一个重要指标。现代高性能UHF传感器能够实现纳秒级甚至更低级别的响应时间[^2]。这意味着它们可以捕捉非常短暂的现象或者高速移动物体的信息。 #### 动态范围和线性度 动态范围表示设备所能处理的最大输入功率与最小可探测信号之间差异的程度;而良好的线性则确保在整个操作区间内输出保持比例关系不变。高精度测量需求下,这两个方面都至关重要[^3]。 #### 灵敏度 定义为当接收到微弱目标反射回来的能量时仍能有效工作的最低电平值。提高接收机前端增益并优化匹配网络有助于增强整体系统的敏感程度[^4]。 #### 温漂系数及其他环境适应能力考量因素 温度波动可能会引起某些电子元件特性的改变从而影响最终结果准确性。因此评估温漂效应也是不可忽视的一部分内容之一[^5]。 ```python # 示例代码展示如何计算基本RF链路预算(简化版),这可以帮助理解不同组件间相互作用对整个系统表现的影响。 def calculate_link_budget(Pt, Gt, Gr, Lf, d): c = 3e8 # Speed of light (m/s) f = 915e6 # Operating frequency in Hz lambda_ = c / f # Wavelength calculation Pr = Pt + Gt + Gr - 20 * np.log10((4*np.pi*d)/lambda_) - Lf return Pr import numpy as np Pt = 30 # Transmit power dBm Gt = 8 # Antenna gain transmit side dBi Gr = 7 # Antenna gain receive side dBi Lf = 1 # Cable loss etc., dB d = 100 # Distance between antennas meters received_power = calculate_link_budget(Pt,Gt,Gr,Lf,d) print(f"Received Power at {d} meters is approximately {round(received_power)} dBm.") ```
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