[发明专利]一种使用磁场而非电磁波作为信道的系统性验证方法

权利要求书

1.一种使用磁场而非电磁波作为信道的系统性验证方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：建立磁感应通信系统模型；

S2：对S1建立的通信系统进行是使用磁场而非电磁波作为信道的系统性验证，具体包括：

S21：根据电磁波的近场理论进行验证；

S22：通过传输公式或互感公式进行验证；

S23：通过设置的载波频率与电磁波天线最优长度的理论公式进行反向否认；

S24：根据传输介质的性质对通信的影响进行实验验证；

S25：分析S21-S24的验证结果并得出结论。

2.根据权利要求1所述的一种使用磁场而非电磁波作为信道的系统性验证方法，其特征在于，所述S1建立磁感应通信系统模型中包含以下物理器件和仪器：

定向天线：使用导线绕制成一定匝数、半径的圆形线圈，具有两个端点；

谐振电容器：设置谐振频率f，其电容根据定向天线的电感和设置的谐振频率计算得出；

信号发生器：输出以谐振频率f作为载波频率的调制信号U_S；

示波器：检测接收到的信号。

3.根据权利要求2所述的一种使用磁场而非电磁波作为信道的系统性验证方法，其特征在于：所述S1磁感应通信系统模型包括发送端电路、接收端电路和信道；

发送端电路：由匝数为N_t、半径为a_t的定向天线L_t与谐振电容C_t并联或串联后，连接信号发生器构成；

接收端电路：由匝数为N_r、半径为a_r的定向天线L_r与谐振电容C_r并联或串联后，连接所述示波器构成；

信道：由发送端电路和接收端电路中的定向天线距离为d共轴放置激发的磁场构成。

4.根据权利要求3所述的一种使用磁场而非电磁波作为信道的系统性验证方法，其特征在于，所述S21中根据电磁波的近场理论进行验证的具体过程包括以下步骤：

S211：根据设置的载波频率计算波长；

其中，c表示光速；

S212：将S211的计算结果与设置的距离d进行比较，若设置的距离d远小于S211的计算结果，则S21验证成功。

5.根据权利要求4所述的一种使用磁场而非电磁波作为信道的系统性验证方法，其特征在于，所述S22中通过传输公式或互感公式进行验证的具体过程包括以下步骤：

S221：使用Ansys Maxwell软件仿真所述磁感应通信系统并计算两定向天线的互感值；

S222：根据计算互感系数的经验公式，估算磁感应通信系统中两定向天线的互感值；

其中，μ表示磁导率；

S223：分析比较S221、S222的结果，若二者在误差允许的范围内相同，则S22验证成功。

6.根据权利要求4所述的一种使用磁场而非电磁波作为信道的系统性验证方法，其特征在于，所述S23中通过设置的载波频率与电磁波天线最优长度的理论公式进行反向否认的具体过程包括以下步骤：

S231：根据设置的载波频率与电磁波天线最优长度的理论公式计算出电磁波天线的最优长度；

S232：将S231的计算结果与所述定向天线的尺寸、形状进行比较，若二者差异极大，则可说明信道不是电磁波，S23验证成功。

7.根据权利要求4所述的一种使用磁场而非电磁波作为信道的系统性验证方法，其特征在于，所述S24中根据传输介质的性质对通信的影响进行实验验证的具体过程包括以下步骤：

S241：在自由空间中进行实验，所述发送端电路发送频率为所述f的正弦波，记录所述接收端电路中示波器收到信号的电压峰峰值；

S242：在S241的基础上，保证其他条件不变，在所述信道中加入非导磁、导电性的阻挡，再次进行实验，记录实验结果；

S243：分析比较S241、S242的实验结果，若二者在误差允许的范围内相同，则S24验证成功。

8.根据权利要求7所述的一种使用磁场而非电磁波作为信道的系统性验证方法，其特征在于，所述S25中分析S21-S24的验证结果并得出结论的具体操作为：若S21-S24皆验证成功，则可验证S1中建立的磁感应通信系统模型是以磁场而非电磁波作为信道。