doi: 10.52899/24141437_2025_04_421
УДК: 537.877

Оценка влияния металлической стенки на индукционную линию связи путем математического компьютерного моделирования

Костин М. Ю.
Язык статьи:
Ссылка для цитирования: Костин М.Ю. Оценка влияния металлической стенки на индукционную линию связи путем математического компьютерного моделирования // Труды Санкт-Петербургского государственного морского технического университета. 2025. Т. 4, № 4. С. 421–430. DOI: 10.52899/24141437_2025_04_421 EDN: DMITAD

Аннотация

Актуальность. При определенных обстоятельствах на эффективность использования образцов морской робототехники начинают оказывать влияние динамичные условия морской обстановки, что может потребовать ввод данных непосредственно перед использованием робота. В силу того, что электрический ввод данных не всегда возможен, актуальным является использование бесконтактного ввода данных индукционным способом. При вводе данных непосредственно через корпус робота требуется создание математической компьютерной модели для оценки возможности и качества работы индукционной линии связи, учитывающей влияние металлической стенки. Цель ― создание компьютерной модели передачи сигнала, в которой учитывается наличие металлической стенки между магнитными антеннами; оценка влияния алюминиевой и стальной стенок на работу индукционной линии связи с помощью полученной модели. Методы. Модель реализована на основе спектрального метода нахождения сигнала на выходе электрической цепи. Перемножив спектральную плотность сигнала с передаточными характеристиками магнитной антенны и металлической стенки в частотной области, а затем выполнив обратное преобразование Фурье, получен принятый магнитной антенной сигнал во временной области. Результаты. Металлическая стенка представляет собой слой среды с высокой электропроводностью, вследствие чего сигнал быстро затухает в слое материала. При росте электропроводности и магнитной проницаемости возрастает удельное затухание в материале. Увеличение толщины стенки также приводит к увеличению суммарного затухания при его неизменном удельном значении. Кроме того, стенка ограничивает полосу частот и искажает спектр сигнала. Заключение. Полученная компьютерная модель достоверно воспроизводит амплитудные и фазовые искажения принятого сигнала и может быть использована для моделирования работы индукционной линии связи. Использование подобной компьютерной модели позволяет оценивать возможность ввода и выбирать наиболее оптимальные параметры системы для обеспечения передачи сигнала. Ключевые слова: индукционная линия связи; ввод данных; магнитная антенна; металлическая стенка; компьютерная модель.

Список литературы

1. Патент на полезную модель РФ № 181754 / 26.07.2018. Новиков А.В., Корнеев Г.Н., Рогульский О.Э. Система хранения подводных аппаратов. EDN: IVRPDM
2. Патент на полезную модель РФ № 210964 / 16.05.2022. Ефимов О.И., Красильников Р.В., Жарова С.С. Пусковая система. EDN: FWTJUB
3. Патент на изобретение РФ № 2837654 / 02.04.2025. Костин М.Ю., Шилин М.М. Устройство бесконтактного ввода данных и передачи электроэнергии в необитаемый подводный аппарат. EDN: UULDLW
4. Герасимов В.А., Комлев А.В., Ремезков А.В., Филоженко А.Ю. Организация энергетического и информационного взаимодействия берегового поста управления с ГНПА при обслуживании подводных добычных комплексов // Подводные исследования и робототехника 2024. № 1(47). С. 43–58. doi: 10.37102/1992-4429_2024_47_01_04 EDN: HFVOCT
5. Солопенко А.Д. К задаче выбора метода неконтактного ввода информации. Морское подводное оружие. Морские подводные роботы. В кн.: Вопросы проектирования, конструирования и технологий: Материалы XLI отраслевой научно-технической конференции молодых ученых и специалистов. СПб.: ГНЦ РФ АО «Концерн «Морское подводное оружие – Гидроприбор», 2023. С. 232–238.
6. Киселев В.И. Оськин И.А., Рогожников К.И. Электродинамика индукционной связи. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2013.
7. Платонов Н.А, Рогожников К.И. Техническая физика. Том 1. Электродинамика. М.: Наука, 2009.
8. Костин М.Ю. Модель взаимодействия магнитных антенн при передаче информации в водной среде. В кн.: Всероссийская молодежная конференция «Научно технологическое развитие судостроения – 2025»: тезисы докладов. СПб. Крыловский государственный научный центр, 2025. С. 38–39.
9. Костин М.Ю., Ягудин А.Ф. Затухание переменного магнитного поля в растворах электролитов естественных водоемов. В кн.: Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики (МАГ-2023). 90 лет российской гидроакустике: сборник докладов научно-технической конференции молодых ученых и специалистов. СПб.: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2024. С. 314–318. EDN: SJBJZN
10. Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчет индуктивностей: Справочная книга. Л.: Энергоатомиздат, 1986.