微波脉冲对电容近炸引信腔体耦合特性分析*

利用有限积分法仿真分析了微波脉冲对电容近炸引信腔体的耦合过程,分别分析了微波入射方向、 电场极化方向和微波频率对引信腔体耦合特性的影响。结果表明:微波入射角度为30°、电场极化方向与弹轴夹角 为30°时,耦合系数最大;引信探测电路位置处的微波场最强;随着微波频率增大,耦合系数存在明显减小的趋势,同 时存在多个共振增强的频率点。分析表明,对于环状孔缝而言,其共振频率与矩形孔缝不同,且数值与环状孔缝的 圆周长成反比。     

VFTO 空间场对腔体耦合试验研究*

采用基于时域有限差分法(FDTD)的电磁仿真软件,建立了在VFTO空间辐射场下的二次设备外壳仿真模型,分析了该外壳内不同开孔及孔阵部位耦合场特性。然后通过现场测试,研究了在1000k V GIS变电站中,VFTO空间场辐射下的二次设备内耦合场特性。结果表明:二次设备外壳上的孔阵及缝隙阵对VFTO空间场辐射有明显的抑制作用,且耦合场在腔体内的持续时间要明显大于VFTO空间场在自由空间中的持续时间;二次设备内的PCB板对腔体内的耦合场有一定的抑制作用,因而当腔体内存在PCB时,腔体内耦合场幅值将比空腔时要小,同时由于介质板对高频振荡的抑制作用,耦合场的持续振荡时间也会有所缩短,且发现腔体内的PCB会改变原有空腔内耦合场的主频分布。     

不完全屏蔽腔体辐射耦合电场增强效应防护方法

针对武器装备机箱内部电磁辐射防护的技术需要,从不完全屏蔽腔体辐射耦合电场增强效应形成机理出发,对孔缝耦合及贯通导体耦合导致的屏蔽腔体内部局部电场增强效应防护方法进行了研究.仿真计算了屏蔽腔体内部加载吸波材料、腔体分区隔断以及贯通导体安装金属导管等防护方法对不完全屏蔽腔体电磁耦合的影响,研究结果表明:在屏蔽腔体内部加载吸波材料能够有效降低由于腔体谐振产生的电场增强效应,相同的吸波材料放置在强场位置防护效率会更高;采用分区隔断的屏蔽腔体能够提高腔体的谐振频率,大幅降低腔体内大部分位置的电磁耦合能力;贯通导体通过金属导管进入屏蔽腔体能够有效降低贯通导体的电磁耦合能力,削弱屏蔽腔体内部的电场增强效应,屏蔽腔体内部及外部的金属导管长度越长,其防护效果越明显.     

耦合腔体在大功率短波发射机中的应用

本文通过对比耦合腔体在国外以及国内大功率短波发射机中的发展应用,对耦合腔体的结构以及原理,并通过简单计算,对两种不同结构的腔体的特性阻抗,低端工作频率时等效电感和高端工作频率时的等效电感进行了对比,对耦合腔体发射机腔体常见故障及维护方法做了简要介绍。     

低电平耦合技术在飞机级试验中的应用

依据国外有关标准、咨询通告等技术资料,介绍和分析了一种新的飞机级测试技术——低电平耦合测试（LLC）方法。低电平测试方法具有测试成本低,测试系统轻便易携带、易制造以及降低测试飞机潜在风险等优点.因此,广泛应用在飞机级雷电间接效应试验和飞机级高强辐射场（HIRF）试验中。飞机级雷电间接效应低电平耦合试验用于确定线束连接器的开路电压、短路电流及其线束感应电流,而飞机级HIRF 低电平耦合试验用于确定线束感应电流传递函数和设备安装位置衰减特性。     

金属腔体孔阵电磁耦合的数值分析

本文针对正弦调制高斯脉冲激励下金属腔体的孔阵电磁耦合问题，使用Zeland公司的FIDELITY软件进行FDTD仿真，发现面积相同（即通风，散热量相等）时腔体电场耦合能力随着孔阵中孔的数目增多而下降，同时对不同形状孔阵及不同间距孔阵情况进行比较。     

二端口波混沌腔体短迹线随机耦合模型

经典随机耦合模型在对电子设备的电磁脉冲效应进行预测时, 边界条件设置在无穷远处, 存在短迹线效应问题.采用设置辐射阻抗短迹线调制系数的方法, 建立了二端口波混沌腔体短迹线随机耦合模型(Short-Orbit Random Coupling Model, SORCM), 统计分析了目标点处感应电压的均方根误差随短迹线最大长度的变化关系.在不同的频段范围内, 将SORCM计算结果的统计特性和实验结果进行了对比分析, 验证了所建立模型的正确性.和经典随机耦合模型相比, SORCM的计算结果更加接近实测结果, 可用于复杂电子设备电磁脉冲效应的预测和分析.     

NU—FDTD在腔体孔缝电磁耦合分析中的应用

由电磁学的基本规律麦克斯韦方程差分形式即时域有限差分（Finite Different Time Domain,FDTD）导出不均匀网格的FDTD差分形式,即不均匀网格的时域有限差分法（Non Uniform Grid Finite Different Time Domain,NU—FDTD）,并提出了在腔体孔缝电磁耦合分析中采用NU—FDTD时,网格和时间步长划分的原则是：导体边界采用局部均匀细网格法,其它空间采用渐变不均匀法。实验结果表明,这种方法不仅节省计算时间,而且精度高。     

非均匀微带线电磁脉冲耦合特性分析

针对电磁脉冲与非均匀微带线的耦合问题,基于时域有限差分法和卷积完全匹配层,研究了不同弯曲和不同斜切角非均匀微带线的电磁脉冲耦合特性,并对耦合机理进行了讨论.仿真结果表明:由于结构的非均匀性,微带线不同端口的耦合系数相差较大;电磁脉冲入射方向对耦合系数具有重要影响,不同方向耦合系数相差约60 dB;微带线拐角斜切对降低电磁耦合效果不明显.所得结论对提高微带电路和电子系统抗强电磁脉冲打击能力具有重要意义     

含短贯通导体金属腔体电磁耦合规律研究*

为研究平面波辐照下含短贯通导体金属腔体电磁耦合规律,利用电磁仿真软件CST 搭建仿真耦合模型,从频域角度进行了仿真研究,并利用矢量网络分析仪、功率放大器、GTEM 室和电场测试探头搭建实验系统进行了验证。通过仿真研究了贯通导体长度、贯通孔尺寸和腔体内屏蔽效能监测点位置等因素对屏蔽效能的影响。结果表明:仿真和实验的结果具有一致性;贯通导体腔体外长度越长,屏蔽效能越低,腔体内长度越长,腔体谐振频点越低;贯通孔尺寸越大,腔体屏蔽效能越低;监测点位置离贯通导体越近,屏蔽效能越低。同时研究了吸波材料和开口金属环对含短贯通导体金属腔体的防护效果。此研究具有实用意义,能够指导电子设备的设计和安装。     

Coupling into and scattering from cylindrical structures coveredperiodically with metallic patches

Circular cylindrical structures covered periodically with metallic patches are considered. After an analogy to planar periodic surfaces is shown, formulations are presented for calculating induced currents on the curved surface. The equations are solved and results calculated for the specific case of periodic strips on the cylindrical surface. For a cylindrical structure a two-dimensional periodicity exists, as in a planar structure, while a spherical structure allows only a rotational periodicity. When the cylindrical structure is excited by the characteristic harmonic of the system, the spectral response of the transmitted field exhibits resonances that depend on the surface periodicity, as is known for planar structures. Since the cylindrical structure contains finite closed regions, the effects of resonances internal to the structure are seen and give additional information as compared to planar structures     

The resonant cylindrical dielectric cavity antenna

An experimental investigation of the radiation and circuit properties of a resonant cylindrical dielectric cavity antenna has been undertaken. The radiation patterns and input impedance have been measured for structures of various geometrical aspect ratios, dielectric constants, and sizes of coaxial feed probes. A simple theory utilizing the magnetic wall boundary condition is shown to correlate well with measured results for radiation patterns and resonant frequencies.     

相交圆聚光腔的聚光效率

在激光器件中,提高聚光腔的聚光效率是提高整个固体激光器效率的重要环节之一。由于实验条件和加工装配的不同,由于脉冲输出的不稳定,使得对各种不同腔型和同种腔型但参数不同的腔进行实验比较带来一些困难。所以,在理论上探讨各种聚光腔的聚光效率的解析表达式是十分必要的。 聚光腔的聚光效率一般定义为辐射到激光棒上的能量与灯辐射的总能量之比。对镜面反射腔,灯     

小型激光二极管面阵的柱透镜耦合系统

利用三维光线追迹的方法,对小型激光二极管面阵的柱透镜耦合系统进行数值模拟研究.利用三个尺寸完全相同的柱透镜,将发光面积为10 mm×8mm的激光二极管面阵输出的432 W连续泵浦光耦合至φ5 mm泵浦区域内,在不考虑柱透镜衰减的前提下,在±5 mm的景深范围内,耦合效率超过96%,有利于激光介质对泵浦光吸收.     

湿度传感器圆柱谐振腔辐射量的研究

作为汽轮机里湿度传感器的圆柱谐振腔,以 TE011模式工作。为了实时取样所测气体,在圆柱腔两个端面不同位置开多个圆环缝隙,产生了电磁场向外辐射,影响谐振腔的谐振特性及电磁环境。为了减少电磁辐射,研究电磁场从圆柱形谐振腔两端的圆环缝隙辐射的情况,谐振腔圆环缝隙的电磁场采用电磁场等价定理、边值条件及汉克尔变换,通过模式匹配推导缝隙结构的电磁场分布,给出了随不同开缝数量、位置、宽度及圆环厚度等结构参数的辐射情况。采用 MATLAB 数值计算圆环缝隙的辐射量;采用 HFSS 仿真圆环缝隙圆柱谐振腔,得到了圆环缝隙辐射量,仿真结果验证了理论方法的正确性。同时,给出了带有圆环缝隙的圆柱谐振腔作为湿度传感器的最佳结构参数。     

含有介质板的有孔矩形腔体耦合特性分析

采用基于时域有限差分法(FDTD)的电磁仿真软件,对开孔腔体内存在介质基板的情况进行仿真。通过改变介质板与开孔的距离、数量和大小,得到不同情况下的时域与频域结果,并将其与腔体内无介质板的情况进行比较。结果表明:根据时域波形,介质板距离开孔越近,数量越多及尺寸越大,腔内的耦合场越小。当腔体内存在介质板时,会对耦合场的高频振荡有较为明显的抑制作用;与空腔时的频域曲线相比,当腔体内存在介质板时,会改变腔体的谐振点分布,同时会产生新的谐振点。腔体内的介质板能提高腔体的屏蔽效能,特别是对于谐振区域,介质板对场强值的抑制效果更为明显。     

Electromagnetic Pulse Coupling Through an Aperture into a Two-Parallel-Plate Region

Analysis of electromagnetic-pulse (EMP) penetration via apertures into cavities is an important study in designing hardened systems. In this paper, an integral equation procedure is developed for determining the frequency and consequently the time behavior of the field inside a two-parallel-plate region excited through an aperture by an EMP. Some discussion of the numerical results is also included in the paper for completeness.     

滤波器腔间耦合系数快速提取方法

传统基于优化理论的耦合系数提取方法依赖于繁琐的优化程序,耗时长且收敛效果无法保证。对此,提出一种快速的耦合系数提取方法。该方法从单端输入阻抗的零极点角度进行分析,推导出滤波器的特征多项式与谐振频率与零极点的函数关系,并采用Matlab语言编程实现了耦合系数提取算法。应用该算法对4阶切比雪夫滤波器的耦合系数进行了提取分析,提取结果与理论结果吻合良好,证明了该方法的正确性和有效性。