精密农业：面向联合探测与通信的超小型传感器与可重构天线
系统与控制
2024-08-20 v2 系统与控制
摘要
本文提出一种用于智能农业的联合探测与通信系统。该系统集成了用于精准探测的超小型土壤湿度传感器（UCSMS），以及用于高效向基站传输信息的模式可重构天线（PRA）。在微带传输线的地平面上刻制出多环互补螺旋共振器（MCSR），以实现微型化。UCSMS 在 180 MHz 时工作，采用 3 环互补螺旋共振器（3-CSR）；在 102 MHz 时采用 4 环互补螺旋共振器（4-CSR）；在 86 MHz 时采用 5 环互补螺旋共振器（5-CSR）。由于其低共振频率，该 proposed UCSMS 对土壤测试体积（VUT）的变化不敏感。设计了一个在 WLAN 频段（2.45 GHz）的探针供电圆盘天线，测得的最大增益为 5.63 dBi。此外，将四个二极管整合到基片底面的孔隙中，以实现模式可重构。通过不同偏置条件可实现六种不同的辐射模式。在待机模式下，PRA 可作为无线功率传输（WPT）或能量收集（EH）的手段，将存储的能量供给电池。UCSMS 与 PRA 的组合实现了联合探测与通信系统。该系统具有平面且简单几何结构，灵敏度高达 2.05%，适用于智能农业应用。此外，传感器可适配测量 Material Under Test（MUT）介电常数，范围为 1 到 23。
引用
@article{arxiv.2407.07734,
title = {Precision Agriculture: Ultra-Compact Sensor and Reconfigurable Antenna for Joint Sensing and Communication},
author = {Ali Raza and Rasool Keshavarz and Negin Shariati},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.07734},
year = {2024}
}