資料介紹
本文給出了一種簡便的交變磁場的檢測方案,目的是使得部分初次參加比賽的隊伍能夠盡快有一個設(shè)計方案,開始制作和調(diào)試自己的車模。本方案通過微型車模實際運行,證明了它的可行性。
設(shè)計原理
1、導(dǎo)線周圍的電磁場根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,交變電流會在周圍產(chǎn)生交變的電磁場。智能汽車競賽使用路徑導(dǎo)航的交流電流頻率為 20kHz,產(chǎn)生的電磁波屬于甚低頻(VLF)電磁波。甚低頻頻率范圍處于工頻和低頻中間,為 3kHz~30kHz,波長為 100km~ 10km。如下圖所示:
導(dǎo)線周圍的電場和磁場,按照一定規(guī)律分布。通過檢測相應(yīng)的電磁場的強度和方向可以反過來獲得距離導(dǎo)線的空間位置,這正是我們進行電磁導(dǎo)航的目的。
由于賽道導(dǎo)航電線和小車尺寸l遠遠小于電磁波的波長λ ,電磁場輻射能量很小(如果天線的長度l遠小于電磁波長,在施加交變電壓后,電磁波輻射功率正比于天線長度的四次方),所以能夠感應(yīng)到電磁波的能量非常小。為此,我們將導(dǎo)線周圍變化的磁場近似緩變的磁場,按照檢測靜態(tài)磁場的方法獲取導(dǎo)線周圍的磁場分布,從而進行位置檢測。
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