基于EMD的井中雷达信号预处理

针对井中雷达数据因环境复杂易受到“污染”而很难提取出有效数据的问题,基于经验模态分解方法(EMD)提出了二维模态经验分解方法(BEMD),该方法对井中雷达信号预处理的时频域分解算法进行分析,将其拓展至高维进行信号处理。仿真结果表明,二维模态经验分解能够有效剔除高频、低频的干扰,较一维的模态经验分解有较大的改进,验证了该方法具备应用于井中雷达数据处理的潜力。     

单金属环阵列的负磁导率特性研究

对双金属环阵列结构产生负磁导率的机理进行了分析,在此基础上,尝试采用单金属环阵列结构来构造负磁导率材料．给出了单金属环阵列结构的负磁导率特性,研究了该材料负磁导率频率区间与各参数变量之间的平移特性．对单金属环阵列结构进行了改进,得到了一种体现负折射率效应的准Ω结构的复合介质．     

在PML边界条件下锥形波导内场分布研究

根据Yee氏的时域有限差分（FDTD）方法模拟了具有PEC（Perfectly Electric Conducting）边界的锥形波导内场分布情况，同时为了减少外行传播时在网格截断处的反射，在计算域中引入了Berenger完全匹配层（Perfectly Matched Layer，PML），证明了PML吸收边界条件应用于光波导结构分析的有效性。     

在PML边界条件下锥形波导内场分布研究

根据Yee氏的时域有限差分(FDTD)方法模拟了具有PEC(Perfectly Electric Conducting)边界的锥形波导内场分布情况,同时为了减少外行传播时在网格截断处的反射,在计算域中引入了Berenger完全匹配层(Perfectly Matched Layer,PML),证明了PML吸收边界条件应用于光波导结构分析的有效性。     

利用金属环聚焦的HTS薄膜Rs分布测试法的研究

介绍了一种测试高温超导薄膜微波表面电阻分布的新方法。该方法利用镜像法相关原理,通过引入金属环实现介质谐振器和腔体的能量汇聚,解决了高温超导薄膜微波表面电阻的分布测试通用性与高分辨率不兼容的问题。根据该方法研制了工作在32 GHz的频率下,工作模式为TE_012+δ的测试装置,其分辨率为直径5 mm,面积19.6 mm2的圆面。测试装置对一片两英寸YBCO/LAO/YBCO超导薄膜样品进行了13个点的表面电阻分布测试。     

微带线返回路径非连续性对信号及噪声的影响

基于时域有限差分方法(Finite-Difference Time-Domain,FDTD),采用单轴各项异性介质完全匹配层为吸收边界条件,以高斯脉冲为激励源,在激励微带线与静态微带线内边缘间距不变,激励源及负载与微带线特性阻抗相匹配的情况下,对不同微带及返回路径宽度,不同介质基板厚度和相对介电常数的微带线,研究激励微带线激励端和负载端的信号完整性,静态微带线近端和远端的耦合噪声特征,微带线返回路径的非连续性对上述特征的影响以及返回路径非连续性参数改变时上述影响的变化.结果表明:微带线参数对信号完整性及耦合噪声有较大的影响,当返回路径具有非连续性时,其宽度的增加可改善信号的完整性,减小耦合噪声.     

一种新型的GIS局部放电检测便携装置

介绍了一种能够对GIS局部放电进行检测的新型便携装置。基于局部放电脉冲激发的电磁波在GIS中的传播特性,该装置采用了超高频传感器。在实际使用中,该装置可有效的检测出GIS内部的缺陷。     

时域有限差分法研究同轴谐振腔的本征值

本文建立了圆柱坐标系中时域有限差分(FD—TD)算法的程序,用此算法及离散傅立叶交换分析了几种同軕谐振腔(包括同軕空腔谐振腔,重入式谐振腔和阶梯形介质加载同軕谐振腔)的谐振频率,特别是计算出同軕空腔谐振器的高次模的谐振频率,所得数值结果与理论值和实验结果进行了比较,证明具有很高的精度。     

基于保护动作行为和特高频在线监测的GIS母线故障定位方法研究

在特高压变电站中,若GIS母线气室发生故障击穿,仅依靠人工检测定位故障点耗费时间极长.文章研究了特高频局部放电电磁波信号在GIS设备内部的传播特性,得出电磁波信号在经过GIS设备的各个部件时会大大衰减的结论 ,并阐述可以通过比较内部特高频传感器采集到的信号幅值来定位GIS设备故障.在此基础上,提出了一种基于保护动作行为和特高频在线监测的GIS母线故障定位方法 和系统.以一起特高压GIS母线气室故障击穿实例,验证了次方法的有效性.     

双负介质的电磁特性分析

由双负介质的本构关系出发,利用时频转换关系,推导出了描述双负介质中场与流的微分方程组。讨论了双负介质和双正介质交接面处介质参数的处理方法。随后,用FDTD方法模拟了“完美”棱镜实验,与文献结果对比验证了该算法和程序的正确性。     

基于GprMax粮库异物微波探测传感系统的仿真

介绍了粮库异物探测传感系统的微波探测原理以及电磁波散射仿真软件GprMax,并在此基础上在单异物、不同中心频率的天线、不同的粮食介电特性情况下,对系统进行了建模和仿真,仿真结果对深刻理解探测原理及其可行性有理论意义,同时也对系统参数设计(如时窗的选择等)、天线的选择以及系统最后的数据处理、成像解释分析有指导意义.     

富水裂隙岩体探地雷达信号特性模拟研究

针对探地雷达信号在富水裂隙岩体中的图像与频谱特征,开展了非频散介质与频散介质条件下时域有限差分正演模拟,模拟结果体现了频散介质条件下电磁波在岩体与裂隙水之间的高衰减率、相位差、震荡反射、有限的探测深度以及频散等特性。利用基于连续小波变换的小波尺度谱,把模拟信号同时在时域和频域内分解,显示了频散介质中低频信号产生过程。信号中低频成分逐渐增多,并且表现为从稳定到不稳定状态。与实测富水裂隙砂岩区的探地雷达信号分析对比,解释了探地雷达在富水裂隙岩体中信号特性。     

PML吸收边界条件下的TE波FDTD算法的仿真与验证

FDTD方法已成为计算电磁学的一个重要发展方向。在时域有限差分法基本原理的基础上,通过建立二维TE波的FDTD表达式,实现了基于MATLAB的TE波传播仿真与吸收边界条件的验证。仿真结果表明:PML对TE波的传播具有良好的吸收效果。     

瞬态电磁场三维时域有限差分模拟研究

该文使用三维时域有限差分方法对在不同环境中的0.1~0.1T Hz电磁波场进行数值模拟。以高斯脉冲作为源电流信号研究了导电全空间中电偶极子场,并对海底低阻地质模型的电磁响应做了模拟计算;对隧道含水裂缝异常的回线源瞬变电磁响应进行了分析;对超宽带穿墙探测模型做了模拟计算,进一步在超宽带电磁波与窄带电磁波对钢筋混凝土的探测模拟结果做了对比分析;用FDTD-PIC软件对94 GHz折变回旋振荡管TE6,2模产生过程做了模拟计算,指出模拟中存在的问题,最后对时域有限差分程序的并行做了分析,提出用时域有限差分方法研发回旋管瞬态场三维模拟软件的思路。     

岩溶塌陷的地质雷达正演模拟分析

针对各种岩溶发育地带的地球物理特征,构建相应的地电模型,采用时域有限差分法作地质雷达正演模拟。根据电磁波在介质中的传播规律,分析各种岩溶模型情况下所得正演剖面结果的振幅特性,相位特性,频率特性。总结岩溶探测过程中各种构造的地质雷达响应,作为实际工程探测的依据。从而,验证了利用时域有限差分方法作地质雷达正演模拟的可行性,也有助于实际勘探岩溶塌陷灾害隐患的定性到定量的分析。     

FDTD法对金属腔体孔缝耦合的数值计算

文章利用时域有限差分方法给出了电磁脉冲耦合进入金属腔体的仿真,分别对微波脉冲与单层屏蔽腔和双层屏蔽腔的耦合过程进行了数值计算;结果表明距离孔缝越远,场强衰减越厉害,对电子系统的干扰越小;且双层屏蔽腔的屏蔽效果明显优于单层屏蔽腔,通过前者耦合进入的场峰值要比后者小12 dB。以上结论对电子系统的电磁兼容、干扰以及防护都有实际的指导意义。     

HPM效应研究中的FDTD PSPICE混合仿真方法

用FDTD-PSPICE混合仿真方法研究了高功率微波（HPM）对印制电路板（PCB）上电路信号的作用机理,通过开发FDTD-PSPICE仿真程序完成电磁波和电路信号的混合计算,以实现电磁波对电路作用的分析。在FDTD与SPICE之间的快速混合仿真中,文章采用进程间通信的方法使程序运行效率有很大的提高,进一步分析了HPM对一个简单放大器电路的影响。     

基于FDTD的橡胶粘接质量的脉冲太赫兹检测方法研究

橡胶材料是一种高性能密封优质材料,但在密封时时常出现橡胶-基体粘接不良的缺陷.针对橡胶密封件缺陷的检测,太赫兹无损检测技术具有安全、有效、非接触及抗干扰等特点,相比于其他检测方式具有极大的优越性.基于时域有限差分法对预制空气隙脱粘缺陷的橡胶-基体粘接件进行仿真数据分析,并与太赫兹时域光谱系统的检测成像结果进行对比分析.首先,将所需多种介质光学参数、橡胶-基体脱粘件多层介质三维模型输入到时域有限差分系统中,建立橡胶-基体脱粘缺陷件几何模型并对脱粘件进行仿真分析;其次,应用太赫兹时域光谱系统(T H z-TDS)对脱粘缺陷件进行检测,得到缺陷件的成像效果图,定性分析缺陷信息;最后,应用时域有限差分仿真与THz-TDS技术对缺陷样品的检测结果对比分析,对仿真得出的飞行时间特性曲线与实际测量得出的结果进行比较,结果表明仿真缺陷分析实验缺陷检测所获得的飞行时间数量级相同,说明时域有限差分法可以很好的应用到橡胶-基体粘接缺陷的无损检测中.     

双微环波导互耦合系统的耦合模理论研究

微环谐振腔由于具有结构简单、易于集成的优点,通过控制谐振模式与波导之间的耦合,可以制备许多光学器件,受到人们越来越多的重视。利用耦合模理论,计算了双环波导互耦合系统的光学特性,给出此系统的透过率表达式,并分析了系统的透过率特点。同时利用时域有限差分的方法模拟了系统的透过率和不同模式的场分布特性。两种方法得到的结论完全一致,表明耦合模理论处理双环耦合是可靠的。