导电媒质中的超长波天线研究

超长波天线工作在导电媒质中,与传统天线的工作环境有很大的不同。研究了导电媒质中的超长波电磁波传播特性,分析了海面与空气交界处的电磁波传播规律,详细地推导了海面下超长波电磁波的各项场分量表达式,给出了天线的方向函数、有效长度、输入阻抗、等效噪声场等重要参数,为深入分析研究超长波接收天线提供了基础的理论支持。     

分层地层中的电磁波传播数值模拟

为提高电磁波在地层媒质中传播特性的分析准确度,针对突变型分层地层媒质的地质统计特征,利用Kriging插值算法建立地层媒质模型,采用时域有限差分方法实现分层地层媒质中的电磁场数值计算。仿真结果表明,该方法能有效解释透地通信中的电磁场传播 现象。     

基于FDTD的电磁波透地通信分层传输模型数值计算

为了研究电磁波在地层中的传输特性,根据地层媒质的特点建立了电磁波透地通信分层传输模型,并求解了电磁波的反射和透射系数.在此基础上,采用有限差分时域(FDTD)法进行电磁场数值模拟,建立了电磁波透地通信FDTD数值计算模型,并利用实际测井数据进行了仿真计算.仿真结果表明:基于FDTD的电磁波透地通信分层传输模型能够较准确地反映出实际地层中电磁波的传播情况.     

一种机载冰川厚度探测雷达波数域成像算法

针对机载冰川厚度探测雷达传统成像方法计算量大的问题,提出了一种适用于两层传播媒质的正下视波数域(RMA)成像算法.该算法能自动补偿电磁波的折射效应,校正不同媒质中电磁波传播速度的变化.基于空间几何模型和回波信号形式,推导了雷达回波信号的二维频谱,并在此基础上给出了成像算法实现步骤及相位补偿因子,分析了运动误差的影响及其补偿方法.最后通过仿真分析验证了该算法的有效性.     

基于三层空间模型的地下目标成像

由于电磁波在穿越不同介质时会出现折射现象,因此在机载条件下对地下目标成像时,电磁波信号从机载雷达到达地下目标的整个路径不是直线而是折线,此时再利用常规的自由空间中合成孔径成像方法已经不能对目标进行良好成像.基于电磁波的传播规律和地层有耗媒质的特性,文章提出了电磁波传输的三层空间模型,并将其应用到机载条件下的地下目标成像,通过仿真比较,可以明显看出,使用三层空间模型后对地下目标成像效果的改善,验证了三空间模型适用于机载条件下对分层土壤中的地下目标成像.     

甚低频遥控水雷的可行性分析与系统设计

介绍了一种新型的利用甚低频电磁波进行水雷遥控的方案；利用甚低频的衰减特性，计算出在距发射点约400km处的辐射电场的场强，分析了在水下15m处与30m处的近似场强，根据得到的数据得出了甚低频遥控水雷设计的可行性；在此基础上，进一步论述了用FSK进行数字调制的系统设计方案，详细描述了遥控发射机与接收机的设计方法，水雷的分区编解码原理以及发射与接收天线的设计。     

带有传送带的矩形巷道中电磁波传播特性研究

为了研究带有传送带的矩形巷道电磁波传播规律,提出一种基于电磁波传播理论和多波模理论的等效分析法,旨在降低研究电磁波传播计算的复杂性.利用计算机对有传送带的矩形巷道中电磁波传播规律进行仿真,将等效分析法方案计算出的仿真数据分别与矿井巷道中实际测量的3组数据进行对比分析.实验结果表明:等效分析法可以近似分析带有传送带的矩形巷道中的电磁波传播的情况,等高方案在30 m范围内的电磁波衰减规律更加符合实测数据.因此该方法可以应用在大型障碍物巷道中研究电磁波传播影响.     

磁偶极子源的被动测距与跟踪

基于电磁波在海水中的传播方程,分析了海水中磁偶极子辐射场的分布特性,建立了运动磁遇极子的测量坐示系并推导出被动测距方程,提出了基于磁偶极子源的三维被动测距方法及非线性最小二乘被动跟踪算法,通过对最小二乘算法的分析比较,利用离散型Levenberg-Marquardt算法对所建立的三维被动测距数学模型进行了仿真计算。结果表明,在水下有效测距离范围内,利用磁有子辐源进行被动测距与跟踪的方法是有效的,具有较高的测距精度。     

微波相移法在线测量烟道飞灰含碳量

从电磁波传播的基本理论出发,分析了微波在含有石墨碳的灰分中的传播,推导了电磁波在含碳的灰分介质中的幅度衰减和相位变化关系,提出一种新的利用微波测量烟道灰分中碳含量的方法,按该方法设计制作了相应的实验装置并获得了与理论分析一致的实验结果。     

微波相移法在线测量烟道飞灰含碳量

从电磁波传播的基本理论出发,分析了微波在含有石墨碳的灰分中的传播,推导了电磁波在含碳的灰分介质中的幅度衰减和相位变化关系,提出一种新的利用微波测量烟道灰分中碳含量的方法,按该方法设计制作了相应的实验装置并获得了与理论分析一致的实验结果.     

Electromagnetic waves in media with permittivity dispersion

A technique for the numerical simulation of electromagnetic wave propagation in materials with permittivity depending on the frequency is presented. The technique is based on numerical solutions of Maxwell equations with additional integral components in the bias current density. The technique to calculate the bias current density in dispersive media is represented and the corresponding modification of finite-difference scheme for Maxwell equations developed earlier is carried out. The electromagnetic pulse propagation in solid-fuel power systems is calculated.     

电缆局放超高频传感器的应用与传播特性仿真

在线监测电缆的局部放电情况是及时发现故障隐患、预测运行寿命及保障电网安全可靠运行的重要手段.简要介绍了超高频传感器的研究方法和原理,并分别对超高频电磁耦合传感器和超高频电容传感器做了分析.根据电磁波在同轴波导中的传播理论,运用高频结构仿真器 (HFSS) 软件对 110 kV 电缆中间接头进行仿真,通过仿真可以得出:局...     

煤矿巷道壁粗糙度对电磁波传播的影响

根据多波模传输理论推导出多波模综合作用下因巷道壁粗糙度引起的电磁波衰减计算公式,并采用多波模模型仿真分析巷道壁粗糙度对电磁波衰减特性的影响。Matlab仿真结果表明,巷道壁粗糙度对电磁波衰减特性的影响随频率升高而增大,由于波导效应和巷道壁粗糙度的共同作用,煤矿井巷电波传播存在一个0.4～2GHz的低衰减频段。     

Influence of reentry turbulent plasma fluctuation on EM wave propagation

Electromagnetic wave propagation in turbulent plasma media during reentry is being investigated. Emphasis is placed on the effects of electron density fluctuations on electromagnetic wave propagation. The objective of this paper is to specify the source of noise in electromagnetic signal reception due to turbulence in the flow about a high velocity flight vehicle. A review of existing ground and flight test data is conducted, including electron density fluctuation measurements. Analytical algorithms deduced from first principles are being developed and validated with experimental measurements. A Navier-Stokes model, three-dimensional parabolized Navier-Stokes, and a coupled boundary-layer and inviscid flow codes are used to estimate the mean and variance of the electron density on the frustum and at the vehicle’s base region. Analytical and numerical solutions solving Maxwell’s equations and a commercial off the shelf code are used to estimate the phenomena of electromagnetic wave propagation in inhomogeneous plasma media. Results include the estimation of signal attenuation and phase shift induced by the mean electron density and by electron density fluctuations in the flowfield. Comparisons are made between the predictions and available data.     

Scattering characteristics of an anisotropic medium sphere

Based on the invariable displacement current of anisotropic media, a theoretical model for electromagnetic reconstructing anisotropic media and a basic method for selecting electromagnetic field are proposed. Taking the gypsum crystal as an example, the analytical solution of bi‐axial medium scattering is presented by using the spherical vector wave function of electromagnetic field. The electromagnetic wave scattering of the anisotropic medium spheres are simulated in radiation of electromagnetic waves of different frequency. The electromagnetic analysis of the simulation results shows that the electromagnetic mechanism is consistent with the results of relevant literature. When the anisotropic medium degenerates to the isotropic medium, the results obtained by the model are completely consistent with those obtained by Mie theory.     

海中低频水平磁偶极子在空气中产生的电磁场

采用电磁波进行跨海水-空气界面通讯时,合理的天线形式是影响通信性能的重要因素之一。为了研究环形天线在跨海水-空气界面通讯中的特点,根据磁偶极子性能,考虑海底-海水-空气三层各向同性的分层模型,推导出置于海水中的水平磁偶极子空气中激发的电磁场分量的解析表达式。进一步采用数值方法,计算了顶层空气中电磁场的分布和传播规律。结果表明,海水中的低频水平磁偶极子在空气中激发的电磁场的各个分量在垂直面内有不同的方向性,且在距发射源较近时有快速的衰减,随着距离增大,衰减逐渐减缓,但在一定高度和水平范围内有可测量的量级,说明环形天线在此类型通讯中是可行的。     

基于MapX的甚低频通信信号场强预测系统研究

利用甚低频电波传播的可预测性,对其信号场强进行预测,实现通信效果的精确预报,可提高对潜通信效能.论述了应用MapX技术和波导模式理论开发甚低频通信信号场强预测系统的基本思路、功能设计和实现方法.实际应用表明,该系统预测结果与实测数据相吻合,具有很高的工程应用价值.     

定向电磁波测井仪双倾斜线圈系结构研究

采用水平层状各向异性介质中的磁流源并矢Green函数数值模拟了倾斜线圈系随钻电磁波电阻率测井仪的电磁波传播特性.分析了采用倾斜线圈系时电压的幅值衰减和相位移,兼顾信号强度和定向方位信号敏感性两方面因素,理论上给出线圈系方位角和线圈倾角的选择方法.研究结果与现有两种国外定向随钻电磁波电阻率测井仪的参数一致,为国内定向测井仪器的研发和测井数据解释奠定理论基础.