基于P-B相位的双螺旋信息传输结构和方法技术

本发明专利技术公开了一种基于Pancharatnam

【技术实现步骤摘要】
基于P
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B相位的双螺旋信息传输结构和方法


[0001]本专利技术涉及传输(H04B)、无线通信网络(H04W)、天线(H05B6/72)、突变或遗传工程(C12N15/00)、DNA重组技术(C12N15/09)领域，具体是基于P
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B相位的双螺旋信息传输结构和方法。

技术介绍

[0002]当前，信息科学已经成为至关重要的研究课题，其中信息传输的研究尤为突出。随着信息技术的发展，在近距离或微尺寸应用环境中，实现信息的无线传输已成为该领域研究的重要内容。基于传统通信理论，近距离通信系统的规模受到了严重限制，这主要是由于不能多信道同时工作导致的。因为多信道同时工作时，信道之间会存在较强干扰，从而使得信息不能准确的传输。本专利技术利用了P
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B相位来解决这一难题。P
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B相位是电磁、量子等领域的重要理论，它表征了大于一维空间的方向特性，是空间的基本属性。

技术实现思路

[0003]本专利技术为了解决现有技术的问题，提供了一种基于P
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B相位的双螺旋信息传输结构和方法，解决了传统通信理论中近距离通信时多信道工作的干扰问题，进而实现了定向的、高速率的、大规模的近距离或微尺寸的信息传输系统的设计。在本专利技术中，P
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B相位为其经典定义，指的是在Poincare球上闭合环路的相位积分，它表征了反相的电磁波，其值等于π。
[0004]本专利技术提供了一种基于P
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B相位的双螺旋信息传输结构，它包括两路有线信息传输链路，两路信息链路携带有信息，并通过多个传输节点进行无线、非接触的信息互传。
[0005]进一步改进，所述有线信息传输链路，每个信息链路都为三维螺旋结构，两个信息链路组合成为双螺旋信息传输系统，两路传输链路的旋向一致，双螺旋结构的螺距方向可为直线也可为曲线。
[0006]进一步改进，所述双螺旋信息传输链路上加设有多个传输节点，每个节点内含有两个无线电磁信号收发装置，分别位于两路信息链路上，这些传输节点为双螺旋信息链路的通信单元。
[0007]进一步改进，所述无线电磁信号收发装置为收发一体的装置，即可同时发射和接收电磁信号，节点内的两收发装置以电磁信号为信息载体进行无线通信，该通信具有定向传输特性，即节点内的两个收发装置可进行正常通信，而节点间不发生干扰。这是由于若节点间的收发装置发生干扰，则会引起节点间信息的错乱，导致链路整体信息不能准确地进行传递。
[0008]进一步改进，所述电磁信号收发装置通过一个连接点与信息链路连接，它将链路的有线信号转换为收发装置间通信的无线电磁信号，同时将收发装置间通信的无线电磁信号转换为有线信号传输给信息链路。
[0009]进一步改进，所述收发装置间通信的无线电磁信号在空间上包含两个分量，分别
由收发装置的两个部分分别发射和接收，这两个分量之间存在P
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B相位差，即两个电磁波分量具有π相位差。
[0010]进一步改进，所述收发装置可拆解为两个部分，两部分呈一维对称，电磁信号输入点在两部分中间，这样在两部分上的电流方向相反。当收发装置在发射电磁信号时，两个部分分别激励电磁信号，且两个电磁信号之间存在P
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B相位差；当收发装置在接收电磁信号时，两个部分接收的电磁信号在合成时，会对两个电磁信号分别进行相位补偿，且该相位补偿存在P
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B相位差。本专利技术选用一维对称的收发装置是出于简化系统的考虑，但并不限于一维对称辐射结构，其它可激发P
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B相位差电磁波的收发装置都可以作为双螺旋通信系统的收发装置使用，包括加载有π相位差移相器的电磁收发装置，各向异性材料，超材料/超表面等。
[0011]进一步改进，所述电磁信号的收发装置，在节点内，收发装置发射两个电磁分量的两个部分相对，如此两收发装置分别接收对方两个部分辐射的电磁信号分量；在节点间，收发装置位于其它收发装置的一侧，如此节点间的收发装置仅接收其它节点收发装置发射的一个电磁信号分量。
[0012]进一步改进，所述双螺旋信息链路，其螺旋的弧度和螺距的选择应根据实际实施的安装空间适当选取，但必须确保节点间收发装置位于其它收发装置的一侧，以抑制不同节点间的通信干扰。
[0013]本专利技术提供了一种基于P
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B相位的双螺旋信息传输方法，包括以下步骤：
[0014]1)双螺旋信息传输方法为两路有线信息传输链路间的通信方法，其中每个信息链路为三维螺旋结构，两个信息链路组合成为双螺旋信息传输系统；
[0015]2)双螺旋信息传输链路上加设有多个传输节点，在每个节点内含有两个无线电磁信号收发装置，分别位于两路双螺旋信息链路上。两通信链路通过这些传输节点完成通信，相较于单传输节点的信息传输，多传输节点可以获得更高效的传输速率和更大的传输规模，传输节点的数量越多两链路的传输速率越高；
[0016]3)有线信息传输链路将所载信息分发给各节点，之后在节点处将有线电磁信号转换为无线电磁信号，并通过节点内的无线电磁收发装置进行信息的互传，最后将接收到的对方链路的信息进行合成，实现两个信息链路间的通信；
[0017]4)传输节点的信息传输具有定向性，即节点内收发装置正常通信，同时节点间不发生互相干扰，以确保两个信息链路整体信息的传输准确性。这是双螺旋通信系统的关键难题，若传输节点间存在干扰，则节点间的信息会发生畸变，导致整体链路信息的失真；
[0018]5)为抑制节点间的通信干扰，收发装置需要同时具有如下特征：当它作为发射装置时，其发射的电磁信号在空间上具有两个分量，两分量间存在P
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B相位差，即两分量间具有π相位差；当它作为为接收装置时，其可以接收空间上的两个电磁分量，并在两电磁分量合成时引入相位补偿，两个补偿相位间存在P
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B相位差，即补偿相位差为π。由于收发装置为收发一体的，所以两者存在必然关系。
[0019]6)该方法的具体实施方案：在节点内，由于两个收发装置都可作为发射或接收装置，不失一般性，在此设收发装置A为发射装置，收发装置B为接收装置。发射装置发射的两个电磁分量，其幅度/相位分别记为M
A
1/0，M
A
2/π，这两个分量可以被接收装置分别接收，接收时对两个电磁分量的幅度加权/相位补偿为M
B
1/0，M
B
2/π，如此在合成后两分量同相位，实
现同相叠加的信号合成，完成节点内通信，合成后的总接收能量为(M
A
1*M
B
1+M
A
2*M
B
2)2。在不同节点间，不失一般性，在此设另外一个节点内的收发装置C在接收时对接收的两个电磁分量的幅度加权/相位补偿为M
C
1/0，M
C
2/π，通过位置调整，使得收发装置C仅能接收其它节点收发装置A发射的一个电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于P
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B相位的双螺旋信息传输结构，其特征在于：包括两路有线信息传输链路，两路信息链路携带有信息，并通过多个传输节点进行无线、非接触的信息互传。2.根据权利要求1所述的基于P
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B相位的双螺旋信息传输结构，其特征在于：所述有线信息传输链路，每个信息链路都为三维螺旋结构，两个信息链路组合成为双螺旋信息传输系统。3.根据权利要求1、2所述的基于P
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B相位的双螺旋信息传输结构，其特征在于：所述双螺旋信息传输链路上加设有多个传输节点，每个节点内含有两个无线电磁信号收发装置，分别位于两路信息链路上。4.根据权利要求1、3所述的基于P
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B相位的双螺旋信息传输结构，其特征在于：所述电磁信号收发装置，可同时发射和接收电磁信号，节点内的两收发装置以电磁信号为信息载体进行无线通信，该通信具有定向传输特性，即节点内的两个收发装置进行正常通信，而节点间不发生干扰。5.根据权利要求1、3所述的基于P
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B相位的双螺旋信息传输结构，其特征在于：所述电磁信号收发装置，通过一个连接点与信息链路连接，它将链路的有线信号转换为收发装置间通信的无线电磁信号，同时将收发装置间通信的无线电磁信号转换为有线信号传输给信息链路。6.根据权利要求1、5所述的基于P
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B相位的双螺旋信息传输结构，其特征在于：所述收发装置间通信的无线电磁信号，在空间上包含两个分量，分别由收发装置的两个部分分别发射和接收，这两个分量之间存在P
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B相位差，即两个电磁波分量具有π相位差。7.根据权利要求1、5、6所述的基于P
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B相位的双螺旋信息传输结构，其特征在于：所述收发装置为一维对称结构，其对称两部分上的辐射电流方向相反，如此当收发装置在发射电磁信号时，两个部分分别激励电磁信号，且两个电磁信号之间存在P
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B相位差；当收发装置在接收电磁信号时，两个部分接收的电磁信号在合成时，会对两个电磁信号分别进行相位补偿，且该相位补偿存在P
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B相位差。收发装置不限于一维对称辐射结构，其它收发装置的实现手段包括加载有π相位差移相器的电磁收发装置，各向异性材料，超材料/超表面。8.根据权利要求1、7所述的基于P
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B相位的双螺旋信息传输结构，其特征在于：所述电磁信号的收发装置，在节点内，收发装置发射两个电磁分量的两个部分相对，如此两收发装置分别接收对方两个部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙志伟，曹海林，刘润，龚鹤凌，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：