贴片天线传感器的应变裂纹耦合机理及解耦方法研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

结构健康监测(shm)在保障结构安全、延长结构使用寿命、降低维护成本方面发挥着至关重要的作用。

传统的shm方法通常依赖于安装在结构关键部位的传感器，如应变计、加速度计等，这些传感器需要进行繁琐的布线，且易受环境干扰。

近年来，基于射频识别(rfid)技术的无源无线传感器网络由于其无需电池、体积小、成本低、抗干扰能力强等优点，在shm领域展现出巨大的应用潜力。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，国内外学者对贴片天线传感器在结构健康监测中的应用进行了广泛的研究，并取得了一定的成果。

1. 国内研究现状

国内学者在贴片天线传感器用于结构健康监测方面取得了一定的进展。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究的主要内容包括以下几个方面：1.贴片天线传感器工作原理研究：分析贴片天线传感器的工作原理，建立其谐振频率与应变、裂纹损伤之间的理论模型，为后续研究奠定基础。

2.应变裂纹耦合机理研究：研究不同应变和裂纹损伤组合下传感器谐振频率的变化规律，分析应变和裂纹损伤对传感器响应的耦合影响。

3.应变裂纹解耦方法研究：提出基于特征频率、模式识别和神经网络的解耦方法，分别提取应变和裂纹损伤信息，实现二者的独立测量。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、仿真模拟和实验验证相结合的研究方法，具体步骤如下：
1.理论分析阶段：-深入研究贴片天线传感器的工作原理，建立其谐振频率与应变、裂纹损伤之间的理论模型，分析应变和裂纹损伤对传感器响应的影响机理。

-研究现有的应变-裂纹解耦方法，分析其优缺点，为提出新的解耦方法提供参考。

2.仿真模拟阶段：-利用电磁仿真软件（如hfss、cst等）建立贴片天线传感器的仿真模型。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.深入研究贴片天线传感器在应变和裂纹损伤监测中的耦合机理，揭示二者对传感器响应的交互影响规律，为传感器设计和优化提供理论依据。

2.提出基于特征频率、模式识别和神经网络的应变-裂纹解耦方法，实现对结构应变和裂纹损伤的独立测量，提高传感器在复杂环境下的可靠性和准确性。

3.结合仿真模拟和实验验证，验证所提方法的有效性和准确性，为贴片天线传感器在结构健康监测中的应用提供技术支持。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 邓宗白, 肖绍球, 温志渝, 等. 基于贴片天线的应变和裂纹损伤监测方法研究进展[j]. 振动与冲击, 2020, 39(14): 1-10.

[2] 周正, 赵延治, 李兴, 等. 基于微带天线的结构损伤检测研究进展[j]. 传感技术学报, 2019, 32(12): 1807-1816.

[3] 孙宝林. 基于微带天线的结构健康监测技术研究[d]. 北京交通大学, 2019.