直流电力线通信阻抗匹配方法及阻抗匹配耦合器研究
发布时间：2022-01-24 01:05
电力线通信（Power Line Communication,PLC）是利用已经铺设好的电力线作为传输媒介进行数据传输和信息交换的一种通信技术。然而,电力线最初是为传输50 Hz或60 Hz频率的电能而设计的,对于传输高频载波信号不是一个理想的信道。要在电力线信道中进行高效、可靠的通信,需要克服一些挑战。例如,连接在电力线网络中的各种电气元件所引入的脉冲噪声导致通信信号受到干扰（通信质量下降）。另外,连接在电力线网络中的各种电气元件随机的接入和移除（开/关）,使得在电力线网络的不同接入点处的输入阻抗具有位置和时变特性,这将导致PLC发射机/接收机与电力线信道（网络）之间存在着阻抗不匹配问题。阻抗不匹配将会降低信号的功率传输,进而影响通信的可靠性。因此,通过阻抗匹配技术来提高PLC信号的功率传输、改善通信的可靠性,成为一种重要的解决方法。直流电力线通信（Direct Current Power Line Communication,DC-PLC）与交流电力线通信（Alternating Current Power Line Communication,AC-PLC）在信号耦合、带通滤波以...
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
专用术语注释表
第一章 研究意义及研究现状
1.1 研究意义
1.2 阻抗匹配电路设计前的权衡
1.2.1 增益与插入损耗之间的权衡
1.2.2 效率与实现成本之间的权衡
1.2.3 带宽与衰减之间的权衡
1.2.4 阻抗匹配范围与匹配网络结构之间的权衡
1.3 AC-PLC中的阻抗匹配研究现状及其分类
1.3.1 基于阻抗匹配方法
1.3.2 基于可变元件/结构
1.3.3 基于实现成本
1.3.4 基于带宽
1.3.5 基于阻抗类型
1.3.6 基于元件类型
1.3.7 基于电压等级
1.3.8 基于信道类型
1.3.9 基于传输模式
1.4 DC-PLC主要应用领域及阻抗匹配研究现状
1.4.1 车载电力线通信及阻抗匹配
1.4.2 基于DC-PLC的光伏监测系统
1.4.3 基于DC-PLC的 LED照明控制系统
1.4.4 基于DC-PLC的可穿戴设备
1.5 DC-PLC与 AC-PLC的差异分析
1.6 本论文的主要研究工作和内容安排
第二章 低压窄带直流电力线通信可调阻抗匹配耦合器研究
2.1 引言
2.2 窄带DC-PLC可调阻抗匹配耦合器设计
2.3 DC-PLC系统模型及接收机侧最佳匝数比的选择
2.3.1 DC-PLC系统模型
2.3.2 接收机侧最佳匝数比的选择
2.4 数值分析与仿真
2.4.1 数值分析
2.4.2 仿真结果及分析
2.5 最佳匝数比选择的指导原则
2.6 本章小结
第三章 低压窄带直流电力线通信带通阻抗匹配耦合器研究
3.1 引言
3.2 DC-PLC系统模型
3.3 电力线特性参数模型的简化及阻抗计算
3.3.1 电力线分布参数模型的简化
3.3.2 电力线阻抗的测量与近似计算
3.4 低压窄带DC-PLC带通阻抗匹配耦合器的设计过程
3.4.1 耦合电路
3.4.2 阻抗匹配电路
3.5 仿真结果及分析
3.6 实物测试及分析
3.7 本章小结
第四章 车载电力线通信复阻抗匹配方法及阻抗匹配耦合器研究
4.1 引言
4.2 三元网络实—实阻抗匹配方法
4.2.1 T型网络实—实阻抗匹配方法
4.2.2 Π型网络实—实阻抗匹配方法
4.3 T型网络复阻抗匹配方法
4.3.1 感性VPLN输入阻抗时的T型网络设计过程
4.3.2 容性VPLN输入阻抗时的T型网络设计过程
4.3.3 T型网络负载Q的选取
4.4 Π型网络复阻抗匹配方法
4.4.1 感性VPLN输入阻抗时的Π型网络设计过程
4.4.2 容性VPLN输入阻抗时的Π型网络设计过程
4.4.3 Π型网络负载Q的选取
4.5 T型匹配网络转化为一种结构简单、实现成本低的VPLC耦合器
4.5.1 典型的三元网络以及在VPLC中的适用性分析
4.5.2 T型匹配网络转化为一种T型 VPLC阻抗匹配耦合器
4.6 仿真结果及分析
4.6.1 感性VPLN输入阻抗时T型阻抗匹配耦合器的性能
4.6.2 容性VPLN输入阻抗时T型阻抗匹配耦合器的性能
4.7 本章小结
第五章 车载电力线通信T型自适应阻抗匹配系统研究
5.1 引言
5.2 VPLC系统模型及自适应阻抗匹配系统结构
5.2.1 VPLC系统模型
5.2.2 T型自适应阻抗匹配系统结构
5.3 T型自适应阻抗匹配系统
5.3.1 测量单元
5.3.2 阻抗匹配单元
5.3.3 控制单元
5.4 仿真和性能分析
5.4.1 T型匹配网络的性能
5.4.2 T型自适应阻抗匹配系统的阻抗匹配过程
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
附录1 攻读博士学位期间撰写的论文
附录2 攻读博士学位期间申请的专利
附录3 攻读博士学位期间参加的科研项目
致谢
【参考文献】：
博士论文
[1]中压电力线通信关键技术研究[D]. 郭以贺.华北电力大学 2014
硕士论文
[1]中压电力线载波通信自适应阻抗匹配算法研究[D]. 胡文婧.华北电力大学 2019
[2]中压配网载波通信卡式电感耦合器耦合原理及阻抗匹配研究[D]. 陈家玉.华北电力大学 2019
[3]电力线载波通信自适应阻抗匹配方法研究[D]. 贾男.华北电力大学 2018
[4]低压电力线噪声及信道特性的研究[D]. 邵天宇.哈尔滨工业大学 2014
[5]低压窄带电力线载波通信阻抗特性及阻抗匹配研究[D]. 肖元强.昆明理工大学 2014
[6]低压电力载波信道特性测试系统研究[D]. 王垚.昆明理工大学 2014
本文编号：3605524
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
专用术语注释表
第一章 研究意义及研究现状
1.1 研究意义
1.2 阻抗匹配电路设计前的权衡
1.2.1 增益与插入损耗之间的权衡
1.2.2 效率与实现成本之间的权衡
1.2.3 带宽与衰减之间的权衡
1.2.4 阻抗匹配范围与匹配网络结构之间的权衡
1.3 AC-PLC中的阻抗匹配研究现状及其分类
1.3.1 基于阻抗匹配方法
1.3.2 基于可变元件/结构
1.3.3 基于实现成本
1.3.4 基于带宽
1.3.5 基于阻抗类型
1.3.6 基于元件类型
1.3.7 基于电压等级
1.3.8 基于信道类型
1.3.9 基于传输模式
1.4 DC-PLC主要应用领域及阻抗匹配研究现状
1.4.1 车载电力线通信及阻抗匹配
1.4.2 基于DC-PLC的光伏监测系统
1.4.3 基于DC-PLC的 LED照明控制系统
1.4.4 基于DC-PLC的可穿戴设备
1.5 DC-PLC与 AC-PLC的差异分析
1.6 本论文的主要研究工作和内容安排
第二章 低压窄带直流电力线通信可调阻抗匹配耦合器研究
2.1 引言
2.2 窄带DC-PLC可调阻抗匹配耦合器设计
2.3 DC-PLC系统模型及接收机侧最佳匝数比的选择
2.3.1 DC-PLC系统模型
2.3.2 接收机侧最佳匝数比的选择
2.4 数值分析与仿真
2.4.1 数值分析
2.4.2 仿真结果及分析
2.5 最佳匝数比选择的指导原则
2.6 本章小结
第三章 低压窄带直流电力线通信带通阻抗匹配耦合器研究
3.1 引言
3.2 DC-PLC系统模型
3.3 电力线特性参数模型的简化及阻抗计算
3.3.1 电力线分布参数模型的简化
3.3.2 电力线阻抗的测量与近似计算
3.4 低压窄带DC-PLC带通阻抗匹配耦合器的设计过程
3.4.1 耦合电路
3.4.2 阻抗匹配电路
3.5 仿真结果及分析
3.6 实物测试及分析
3.7 本章小结
第四章 车载电力线通信复阻抗匹配方法及阻抗匹配耦合器研究
4.1 引言
4.2 三元网络实—实阻抗匹配方法
4.2.1 T型网络实—实阻抗匹配方法
4.2.2 Π型网络实—实阻抗匹配方法
4.3 T型网络复阻抗匹配方法
4.3.1 感性VPLN输入阻抗时的T型网络设计过程
4.3.2 容性VPLN输入阻抗时的T型网络设计过程
4.3.3 T型网络负载Q的选取
4.4 Π型网络复阻抗匹配方法
4.4.1 感性VPLN输入阻抗时的Π型网络设计过程
4.4.2 容性VPLN输入阻抗时的Π型网络设计过程
4.4.3 Π型网络负载Q的选取
4.5 T型匹配网络转化为一种结构简单、实现成本低的VPLC耦合器
4.5.1 典型的三元网络以及在VPLC中的适用性分析
4.5.2 T型匹配网络转化为一种T型 VPLC阻抗匹配耦合器
4.6 仿真结果及分析
4.6.1 感性VPLN输入阻抗时T型阻抗匹配耦合器的性能
4.6.2 容性VPLN输入阻抗时T型阻抗匹配耦合器的性能
4.7 本章小结
第五章 车载电力线通信T型自适应阻抗匹配系统研究
5.1 引言
5.2 VPLC系统模型及自适应阻抗匹配系统结构
5.2.1 VPLC系统模型
5.2.2 T型自适应阻抗匹配系统结构
5.3 T型自适应阻抗匹配系统
5.3.1 测量单元
5.3.2 阻抗匹配单元
5.3.3 控制单元
5.4 仿真和性能分析
5.4.1 T型匹配网络的性能
5.4.2 T型自适应阻抗匹配系统的阻抗匹配过程
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
附录1 攻读博士学位期间撰写的论文
附录2 攻读博士学位期间申请的专利
附录3 攻读博士学位期间参加的科研项目
致谢
【参考文献】：
博士论文
[1]中压电力线通信关键技术研究[D]. 郭以贺.华北电力大学 2014
硕士论文
[1]中压电力线载波通信自适应阻抗匹配算法研究[D]. 胡文婧.华北电力大学 2019
[2]中压配网载波通信卡式电感耦合器耦合原理及阻抗匹配研究[D]. 陈家玉.华北电力大学 2019
[3]电力线载波通信自适应阻抗匹配方法研究[D]. 贾男.华北电力大学 2018
[4]低压电力线噪声及信道特性的研究[D]. 邵天宇.哈尔滨工业大学 2014
[5]低压窄带电力线载波通信阻抗特性及阻抗匹配研究[D]. 肖元强.昆明理工大学 2014
[6]低压电力载波信道特性测试系统研究[D]. 王垚.昆明理工大学 2014
本文编号：3605524
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