船舶定线制水域AIS基站的等离子体八木天线

针对目前广泛使用的AIS基站发射天线的不足,提出将等离子体八木天线应用到海事智能通信领域,作为船舶定线制水域AIS基站的发射天线.该方法根据等离子体介电常数与电子密度的关系,利用HFSS构建AIS基站等离子体八木天线模型.通过改变该模型等离子体参数、无源振子个数等,对其进行方向图仿真.仿真结果表明:当关闭无源振子时,天线可作为全向天线;当增加无源振子个数和电子密度时,该天线定向性增强,方向图主瓣变窄.用该方法建立的天线可快速实现全向与定向之间的转换,显示出良好的可重构性.仿真结果证明了船舶定线制水域AIS基站使用等离子体八木天线的可行性.该方法可改善定线制水域的通信效果和海事监管能力.

海浪预报不确定下的船舶运动姿态分析方法

实时准确地估计海浪预报不确定下的船舶运动姿态是一个非常困难的问题。为解决该问题,通过分析海浪预报的随机误差对船舶运动姿态估计的影响,建立基于不确定性海况预报数据的船舶运动姿态估计模型;引入多项式混沌展开方法,实现船舶运动姿态估计的不确定性量化(Uncertainty Quantification, UQ);利用船舶横摇运动仿真系统对多项式混沌展开(Polynomial Chaos Expansion, PCE)进行验证,并与常用的蒙特卡洛仿真方法(Monte Carlo Simulation, MCS)进行对比。试验结果表明:在船舶横摇运动姿态UQ问题上,PCE方法与MCS估计效果相当,但收敛速度更快,计算速度提升92%,对航行优化和实时评估船舶安全具有重要的意义。

AIS波段等离子体引向天线辐射特性分析

根据等离子体介电常数与电子密度的关系,利用HFSS,构建AIS通信频段等离子体引向天线模型。通过改变该模型等离子体参数、无源引向振子个数,对其进行方向图仿真。结果得到,当关闭无源振子时,天线可作为全向天线;当增加无源振子个数时,该天线定向性增大,方向图主瓣变窄。同时,利用气体放电管搭建等离子体八木天线,通过改变无源振子个数,天线增益明显变化,显示出良好的可重构特性。