低頻磁場無線穿透金屬壁通信系統(tǒng)設(shè)計

沈建明，張越，張睿，李金熠

（嘉興職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江嘉興，314036）

0 引言

有統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國冷鏈的增長率在18%～23%之間，在整個物流板細分領(lǐng)域中增長是較快的。從數(shù)據(jù)來看，2021年冷鏈?zhǔn)袌鲆?guī)模達到4000億元，據(jù)行業(yè)專業(yè)人士預(yù)測，未來三年內(nèi)將要達到5500 億元的市場規(guī)模。食材供應(yīng)鏈天然分散，必然帶來長距離冷鏈運輸巨大需求，如RFID、GPS、溫度控制等領(lǐng)域的應(yīng)用成為冷鏈物流領(lǐng)域的一個趨勢。

RFID 應(yīng)用程序的核心是一塊重要小于200 克，被稱為“JRFW-1 型溫度標(biāo)簽”的卡片設(shè)備，采用全密封防水設(shè)計以便應(yīng)用在各種極端條件，通過上層軟件設(shè)置相關(guān)的溫度參數(shù)，并通過讀卡器的讀和寫操作，了解標(biāo)簽所在貨物的各項參數(shù)。由于它性能可靠，價格低廉，易于使用，被廣泛應(yīng)用于對溫度敏感的貨物運輸中，如血液制品、疫苗和新鮮食品等[1]，從根本上解決冷鏈運輸?shù)膯栴}，實現(xiàn)冷鏈產(chǎn)品狀態(tài)監(jiān)測、冷鏈項目總體流程信息回溯。

1 研究現(xiàn)狀

120～135kHz頻譜段是無線電頻譜中的低頻無線電信號，廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。軍事方面主要應(yīng)用于水下通信、水下兵器的遙控，民用主要應(yīng)用于醫(yī)學(xué)治療、大地物理勘探、工程探測等方面，但是在諸多應(yīng)用中，以潛艇水下通信最為突出，目前美國等幾個發(fā)達國家掌握了超低頻對潛通信技術(shù)[2]。

在無線電通信高速發(fā)展的時代，5G 和6G 技術(shù)飛速發(fā)展，但是我們依舊沒能利用低頻電磁波在導(dǎo)電介質(zhì)中建立起有效的低頻無線電系統(tǒng)[3]。主要原因有以下3 個方面：

①頻率越低，波長越長，低頻電磁波的天線效率低下，輻射電磁能量困難；……