快上升前沿电磁脉冲的孔缝耦合效应数值研究

本文利用时域有限差分（ＦＤ－ＴＤ）法研究快上升前沿电磁脉冲（ＦＲＥＭＰ）对目标腔体的孔缝耦合效应。并将计算结果与核电磁脉冲（ＮＥＭＰ）的耦合结果进行比对。研究表明：对于较小尺寸的目标腔体,在孔缝尺寸也较小的情况下,ＦＲＥＭＰ相对于ＮＥＭＰ更容易耦合进入目标腔体,且更容易引起孔腔谐振。     

电磁脉冲斜入射时无限长近地细导线表面电流的计算

本文应用时域有限差分（FDTD）方法研究电磁脉冲斜入射下无限长细导线的表面感应电流,并考虑了有耗地面的影响,该问题可以转换为二维问题来计算,从而大大节约计算资源,文中给出了各种情况下的感应电流计算结果。     

电磁脉冲对带孔缝腔体的耦合特性

利用时域有限差分方法(FDTD)研究了电磁脉冲对带孔缝导体腔的耦合特性。为减少存储空间而采用非均匀网格法,分别对腔体上开有不同形状(正方形、长方形)和不同数目孔缝时的耦合效应进行分析。结果表明,在孔洞面积相同的情况下,电磁脉冲对正方形孔洞的耦合能量较小;而对长方形,当脉冲的极化方向与孔洞短边平行时,耦合能量最大;此外,把单个孔洞分成总面积不变的多孔洞后,耦合能量减小;同时,在保持通风面积不变的情况下,将原本开在一层屏蔽板上的孔缝交错地开在两层板上,能够明显改善屏蔽效果。     

电磁脉冲作用下近地电缆外皮感应电流的全波分析

本文采用时域有限差分法,分析电磁脉冲作用下,地面随近同轴电缆所感应的外皮电流。在计算外皮感应电流时,既考虑了传输线模式电流,也考虑了天线电流。该方法适合分析各种电缆的外皮感应电流,所得结果与有关资料作了对比,说明本文的计算结果是合理的。     

时域分析钢筋混凝土砖墙对电磁脉冲短径传播的影响

用时域有限差分法分析了钢筋混凝土砖墙对电磁脉冲传播的影响。考虑到天线对时域脉冲的滤波效应，分析的传播脉冲信号是从一个宽带圆锥柱形天线上数值生成的。计算结果给出了钢筋混凝土砖墙对脉冲信号传播的影响，包括辐射天线产生的脉冲波形的畸变效应、脉冲穿透钢筋混凝土砖墙时的场型分布、墙面对入射脉冲峰值的反射效应以及反射和透射脉冲的波形。     

雷达后门电磁脉冲防护概述

介绍了电磁脉冲产生的机理,描述了电磁脉冲通过雷达后门耦合途径对兵器和人员的损伤效应,同时对时域有限差分法的应用进行了说明,对雷达后门防护设计思路进行了探讨,并对电磁防护技术的发展提出了看法。     

电磁脉冲对电缆耦合问题的理论研究

为克服传输线方程求解电磁脉冲电缆耦合问题的不足,提出了有限差分求解电场积分方程的方法,解决了架空电缆电磁脉冲耦合效应的数值模拟难题;引入了基于细线散射的时域有限差分法,解决了地面铺设电缆电磁脉冲耦合效应的数值模拟难题。利用时域电场积分方程方法研究了长度、线径等电缆参数变化及脉宽、极化方向等馈源参数变化对其电磁脉冲耦合效应的影响。给出了电缆耦合电流的波形特征、沿线分布规律。研究表明:在电磁脉冲作用下,自由放置的电缆,其感应皮电流为衰减振铃波形;电流最大值出现在电缆的中心处;随着电缆长度的增加,电缆上的感应皮电流非线性变大;电缆线径的增加、脉冲宽度的改变对其耦合电流峰值影响较小;电场的极化方向对电缆感应皮电流的影响较大。     

不同极化方向电磁脉冲作用于计算机机箱的效应分析

利用时域有限差分法(FDTD)分析了电磁脉冲对计算机机箱的耦合规律。讨论了不同极化方向的线极化电磁脉冲在正向时对计算机机箱的耦合规律和上方斜入射时对计算机机箱的耦合规律。研究表明:耦入计算机机箱的功率密度主要来自于机箱正面的窄缝;上方斜入射较正面入射时,耦入波向机箱下部传播,使得机箱中部功率增大;对于耦合进机箱的功率密度,垂直极化比平行极化入射时大得多。     

钢筋混凝土墙对电磁脉冲屏蔽的FDTD分析

钢筋混凝土墙对电磁波有衰减、反射和散射等影响,研究其屏蔽作用对于无线发射或接收设备在室内的正常工作,以及战场条件下对室内电子设备电磁攻防的双方都是很有研究价值的.基于时域有限差分法(FDTD)和傅立叶变换讨论了钢筋混凝土墙体对电磁脉冲的屏蔽效果.讨论了钢筋网、混凝土墙发生谐振的现象,给出了钢筋网的排列周期、钢筋直径、混凝土墙的厚度、介电常数、电导率等参数对于电磁波屏蔽效果的影响,并对计算结果进行了理论分析,结论对于相关研究具有借鉴作用.     

等离子体在强电磁脉冲防护中的应用

为了提高屏蔽腔对强电磁脉冲的屏蔽效能,分析了在屏蔽腔中引入等离子体的理论基础,建立了一种加载等离子体的双层屏蔽腔模型,采用时域有限差分法计算了强电磁脉冲耦合进入双层屏蔽腔的耦合系数。计算结果表明:加载等离子体的双层屏蔽腔可使强电磁脉冲耦合进入腔体的能量大大降低,在2～14GHz内耦合系数降低了近30dB,即使屏蔽效能也提高了近30dB,为新的屏蔽腔设计提供了重要的理论依据。     

电磁脉冲对目标腔体的孔缝耦合效应数值研究

利用时域有限差分（ＦＤ－ＴＤ）方法研究了超宽带电磁脉冲（ＵＷＢ）,快上升前沿电磁脉冲（ＦＲＥＭＰ）,核电磁脉冲（ＮＥＭＰ）对目标腔体的孔缝耦合效应。研究表明：对于较小尺寸的目标腔体,在孔缝尺寸也较小的情况下,ＦＲＥＭＰ和ＵＷＢ相对于ＮＥＭＰ更容易通过腔体上的孔缝耦合进入目标腔体,而且更容易引起孔腔共振。     

多根细线天线对超宽带信号的瞬态响应特性

利用FDTD(时域有限差分)方法对多根未加载的细线天线以及加载的细线天线瞬态响应特性进行了数值模拟。分析了其他细线天线的存在对馈源为电磁脉冲的细线天线辐射特性的影响以及入射波为电磁脉冲时细线天线中心的电流响应特性的影响。指出了在确定天线是否相关时,天线之间的距离所应当满足的条件。     

钢筋网及钢筋混凝土电磁脉冲屏蔽效能研究

采用ＦＤＴＤ法和ＭＰＭＬ吸收处界条件,对无限大钢筋网、钢筋混凝土层和素混送终凝土层的电磁脉冲屏蔽效能进行了时域全波分析。得出了典型结构尺寸钢筋网的电磁脉冲屏蔽效能及其随测点位置变化的规律,并对混凝土层的屏蔽效能以及钢筋交叉点焊接与否对钢筋网电磁脉冲屏蔽效能的影响进行了讨论。通过不同规格钢筋网屏蔽室模型和钢筋混凝土屏蔽室模型的电磁脉冲模拟试验,研究了钢筋粗细、间隔、钢筋交叉点焊接还是绑扎,有否浇筑混     

含长贯通导线腔体电磁耦合数值分析与实验研究

基于时域有限积分方法建立了含长贯通导线金属腔体电磁耦合数值模型,分析了平面波辐射下贯通导线长度、电场极化等参数对腔体屏蔽效能的影响;提出了基于吉赫横电磁波传输室搭建实验平台的新方法,对数值结果进行了验证;建立了耦合等效电路,并分析了耦合机理.研究表明:贯通导线对电磁波耦合作用显著,腔内屏蔽效能下降约30dB;贯通导线有频率选择特性,当其电长度ξ约为1/2的整数倍时谐振;外部导线长度对腔体谐振频率及屏蔽效能无影响;内部导线长度及腔体壁厚度主要影响腔体谐振频率;距贯通导线越远,屏蔽效能值越大;贯通导线方向上电场分量增大,屏蔽效能变差.     

FDTD法研究散热片与器件间的耦合电容

散热片与器件间的电容耦合是电路产生共模辐射的主要原因之一，其对研究电路的辐射发射特别重要。然而长期以来人们将该电容简化为平板电容，采用静电场推导的电容公式计算。但在高频端，散热片和器件的尺寸与波长相比拟，分布参数影响了该耦合电容的数值。所以本文提出了采用FDTD法计算散热片与器件间的高频耦合电容的构想。数值计算的结果表明：该电容已经不能看作是一简单常数，而是随频率变化的量。频率较低时，耦合电容随频率升高快速减小。且耦合电容具有频率选择性。激励源位于散热片的中心耦合电容小；绝缘层厚度越薄，相对介电常数越大得到的高频耦合电容越大，但不是线性变化。在实际散热片的选择和安装过程前必须对其产生的耦合电容进行预测，以期在最实用的条件下得到最小的耦合电容。     

Numerical simulation of thermal wave propagation during laser processing of thin films

A numerical model is developed to represent the thermal wave propagation during ultrashort pulsed laser processing of thin films. The model developed is based on the solution of non-Fourier heat conduction problem with temperature and thermal flux delays using discontinuous finite-element method. The mathematical formulation is described and computational procedures are given. The computer model is validated using the analytical solution for one-dimensional (1-D) thermal wave equations. Numerical simulations are performed to study the thermal wave propagation in a GaAs thin film exposed to ultrashort laser pulses. A wavelike behavior of the thermal signal propagation is observed, and the diffusive effect of the time relaxation in the temperature gradient is calculated and discussed. The thermal behavior of thin films under laser radiation is also studied as a function of various process parameters including pulse duration, laser pulse shapes and characteristic times of heat fluxes.     

加载天线目标RCS的FDTD计算与分析

提出一种带角点的细导线模型和传统FDTD相结合的方法分析加载斜拉式线天线目标散射特性.为进一步减小目标离散时的台阶化误差和节省计算资源(内存和时间),给出一种简化的共形FDTD(SCFDTD)算法.通过坐标旋转使天线长段平行于某固定坐标轴,然后建立带有角点的细导线FDTD模型.以变形网格面积与正常网格面积之比1/6作为SCFDTD算法的判据,既简化了已有CFDTD算法的复杂度,又不失其物理意义.与传统FDTD方法和实验测量结果对比数值计算例子表明了该方法的可行性与有效性.     

一种新型结构功率线绕电阻器的研制与分析

采用特殊的定位工装,改进生产工艺实现了RXGT新型线绕电阻器的研制,并通过优选合金线和严格要求合金线成分来提高电阻器的稳定性,同时结合线绕电阻器本身的性能对高频原理进行了探讨.结果表明:定位工装能够提高产品的批量生产效率,优选合金线能够提高产品阻值的稳定性,改进生产工艺则可以提高产品电感量的指标要求.