双层金属腔体HEMP平面波孔缝耦合特性分析

高空核爆电磁脉冲（HEMP）对电子/电气设备构成严重威胁,是电磁兼容与电子/电气设备安全领域的重要研究内容。基于时域有限差分法（FDTD）的总场-散射场体系建立仿真空间,推导了连接边界的一维平面波引入方法,选择双层金属腔体为研究对象,仿真分析了腔体在HEMP平面波作用下透过孔缝在各采样点的响应过程。仿真结果显示,各采样点都出现了明显的振荡波形,其中外金属腔体孔缝中心比内金属腔体内部中心点耦合电场的峰值大;相同面积下,正方形孔、矩形孔的耦合电场比圆孔的耦合电场小;内部腔体与外部腔体在孔缝一侧距离的大小也会对耦合结果产生影响,间距越大,内部耦合电场的衰减越多。所得结论有利于指导双层金属腔体的电磁防护设计。     

金属透镜的色散时域有限差分法研究

为克服传统时域有限差分法(FDTD)不能计算色散材料的困难,给出了一种基于Drude模型的色散FDTD算法,并推导出具体的差分公式。将该方法用于模拟金属透镜的聚焦功能,结果与已有理论吻合。本文方法完全适用于分析电导率与频率有关的各种色散材料所构建的光波导。     

时域有限差分法分析混晌室中场的均匀性

针对目前仿真分析混响室内的场分布过程中计算量大、耗费时间长和对计算机配置要求高的现状,用在一定的约束条件下随机分布于球面上的一组等效源辐射的平面电磁波叠加而成的一维推进的重叠平面渡模拟搅拌器搅拌过程中混响室内的电磁波,并采用时域有限差分法(FDTD)法对基于上述模型的混响室内的场分布进行了仿真计算,得出了使混响室内场分...     

时域有限差分法的收敛性

本文通过计算实例讨论了时域有限差分法的收敛性问题。计算了在平面波照射下无限长介质柱中的电磁场分布。把不同空间和时间步长时的计算结果,与用解析法所获得的结果进行比较,证明时域有限差分法有较好的收敛特性。对具有不同空间分辨率的人体二维非均匀块状模型中吸收电磁能量分布的计算表明,在高度非均匀介质中的场分布,仍然保持较好的收敛性。这些讨论从一个侧面提供了选取网格步长的依据。     

一般正交曲线坐标系中的降维时域有限差分法

相对于常规的时域有限差分法(FDTD),降维时域有限差分法(R-FDTD)减少了约1/3的存储量。本文推导得出了一般正交曲线坐标系(GOC)中的降维时域有限差分法的基本公式,给出了其计算步骤,为在一般正交曲线坐标系中应用降维时域有限差分法奠定了基础。数值实验证实了这一方法的有效性。     

时域有限差分法分析微带不连续性

本文采用时域有限差分（TD－FD）法分析微带不连续性问题，在研究分析方法的同时，着重分析了微带双分路线，同时还对微带阶梯，微带间隙和微带终端开路进行了分析，准确地求出了它们的散射参数，显示了TD－FD方法在解决微波电路问题上具有广泛的应用前景。     

时域有限差分法及在光电子学中的应用（一）

时域有限差分法是近几年来发展很快的一种求解电磁问题的数值方法。这种方法适应性强，所用计算机存储单元少，已在许多领域得到大量应用。介绍了时域有限差分法的基本原理和在光电子学中的一些应用。     

PML吸收边界的时域有限差分法的数值色散研究

PML吸收边界以其优异的吸收能力与效果而倍受人们的关注。本文针对运用PML吸收边界的时域有限差分法的数值色散问题进行了研究,并得到了较为满意的结果,PML吸收边界在有效减少电磁 波在边界上的反射的情况下,并没有带来对数值色 散的不良影响。     

时域有限差分法模拟量子阱红外探测器光栅的光耦合

由于量子选择定则的限制,对于量子阱红外探测器(QWIP),必须利用衍射光栅增强其光学偶合效率,本文给出了一种基于时域有限差分法(FDTD)的数值方法,计算制备在QWIP器件上的金属光栅的衍射效应,模拟计算的结罘表明,FDTD方法是解析这种复杂结构内电磁场问题的有效手段．可以计算QWIP器件内各点电磁场所有分量的详细分布,进而可以估算衍射光栅的偶合效率,以及优化QWIP结构设计。     

某型电台的HEMP辐照效应试验及电磁损伤评估方法研究

为检验电台类装备在高空核爆电磁脉冲（high-altitude electromagnetic pulse, HEMP）环境下的生存能力,降低系统电磁脉冲易损性评估中的不确定度,设计了系统级HEMP辐照试验方案及易损性试验评估流程,建立了基于故障树模型的电台电磁损伤评估算法.以欧讯SG-7200型超短波电台的电磁易损性评估为例,应用电磁损伤评估算法开展威胁级辐照试验.试验结果表明：电台在50 kV/m的辐照试验中发生跳频现象,通信故障;在故障树模型中,根据多次试验数据得到该型电台在50 kV/m的威胁级辐照试验中系统失效概率为78.83%.     

FDTD法计算高频单极天线特性

用时域有限差分法（Ｆｉｎｉｔｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｍｅｔｈｏｄ）计算天线阻抗特性,可以使用不同的激励方式,文章比较了采用不同激励方式时,天线的输入阻抗。文中的主要内容是将表面阻抗法用于ＦＤＴＤ中,计算架设在介质平面上单极天线的辐射特性,并用ＦＤＴＤ法计算了介质平面上铺设不同尺寸的导体平面时,单极天线的输入阻抗随导体平面尺寸变化的特性。     

金属雷电分流条对雷达罩电性能的影响分析

论文建立了天线罩分流条电磁传输研究模型,通过仿真和实验,对比分析了雷电分流条的电磁波传播特性,特别研究了中空十字型和十字型金属分流条的电磁波传输机理,以及金属分流条的材料、长度、宽度、厚度和电磁波不同入射方向对雷达罩电磁波传输性能的影响。研究结果表明:十字型金属雷电分流条对天线罩的电磁传输影响严重,而设计合理的中空十字金属分流条可以有效传输电磁波;另外,金属分流条的厚度和常用金属材料对电磁波传输影响不大,主要影响其导电能力和重量;在保证天线罩雷击安全的前提下,调整金属条长度可以使天线罩电性能达到最佳;金属条的宽度对电磁波传输性能影响明显,宽度越大,天线远场方向图主瓣增益越大;随着入射角的增大,方向图主瓣增益在减小,入射角超过30°时,雷电分流条对天线罩的电磁传输为负影响。     

通风直管道HEMP耦合响应研究

在高空核爆电磁脉冲(HEMP)条件下,通过对通风直管道半径、长度、管道端口开闭及端口增加金属网,以及是否存在排气扇、排气扇个数及是否存在裂缝,包括不同长度、宽度的裂缝等多种工况进行仿真计算分析,得到管道内部不同工况下的电磁环境,分析得出影响直管道电磁环境的主要因素。随着管道长度增加,电磁环境强度降低;管道半径增加,电磁环境强度增加;端口封闭或存在金属网条会对电磁环境强度起到削弱作用;排气扇个数增加,电磁环境强度降低;裂缝存在与否,裂缝长度、宽度不同的工况对电磁环境强弱基本无影响。研究结论可为通风管道设计及现存管道抗核爆电磁脉冲加固提供参考。     

高空核电磁脉冲海面散射的仿真研究

根据电磁场水平极化波和垂直极化波的反射系数和折射系数表达式,分析了高空核电磁脉冲（HEMP）传播到海面后,在不同极化时的反射系数和折射系数随入射波角度和频率变化的规律。     

计算电离层VLF波传输特性的时域有限差分算法

在星载甚低频( VLF)通信技术中,研究甚低频信号在电离层中的传输特性具有重要意义。现有的利用时域有限差分( FDTD)算法研究电离层传输特性大多基于高频脉冲信号,且传播模型相对粗略,计算存在一定误差。为此,建立了更为精确的电离层各向异性传播模型,对常规的FDTD算法引入变步长因子,并用该算法对VLF波在电离层中的场强衰减进行了数值计算,研究了昼夜变化及频率对其传输特性的影响。仿真结果与卫星实测数据对比表明：与常规的FDTD算法以及全波分析方法相比,引入变步长因子的FDTD算法精度更高;在VLF频段,降低频率有利于电磁波穿透电离层,且白天的衰减明显大于夜间;VLF波在射入电离层并穿透D层时衰减严重(30~40 dB),约为F1层中衰减的3倍。     

波动方程差分解法对波导螺钉调配器的分析

对波动方程差分解法(WEFD: Wave Equation Finite Difference Method)进行了研究,提出了一种新的不共点网格形式的WEFD算法,避免了原算法在导体表面需要插值处理的缺点.将此方法应用于矩形波导螺钉调配器中,所述方法的计算结果和有限元法软件(HFSS)计算结果较为一致,说明了该方法的有效性.     

Transient Response of Twisted Wire Pairs Illuminated by HEMP

In this paper, the time domain characters of the response of twisted wire pairs (TWPs) excited by the high-altitude electromagnetic pulse (HEMP) have been proposed. The finite different time domain transmission line model (FDTD-TLM) method, which we have proposed previously, is used to calculate the terminal response of TWP. It shows that the time domain response includes two stages: The transient stage and damped stage. The transient stage is the key point of the coupling and protecting research. The influence factors of the transient stage have been analyzed. In the end, we obtain the changes of the induced voltage when the incident wave parameters and TWP parameters change.     

时域MEI方法初探

对时域ＭＥＩ方法进行了初步探索,根据ＭＥＩ方法的基本原理,建立起时域ＭＥＩ方法的一阶吸收边界条件,应用该条件对线源辐射问题的数值实验和研究表明,它可使截断边界离源更近,同时也证实了时域ＭＥＩ方法的可靠性和精确性。     

基于并行FDTD方法分析表面等离子波导的特性

设计了一种双L形表面等离子体矩形环谐振器波导,采用并行时域有限差分方法,对这种波导的传输特性随几何结构参数的依赖关系进行了分析.计算结果表明通过改变输入/输出光波导的结构参数,可以调节该波导的消光比和频率选择特性.该波导结构能够有效地抑制后向辐射干扰并且大幅度地提高其场消光比,这使得此类谐振器结构更具有功能性.