光孤子（Soliton）传输

人们希望光脉冲在传播过程中不发生畸变,那样就可以使长距离传输系统结构大大简化。这种理想的光脉冲称为光孤子(Soliton)。光孤子传输能不能实现是多年来许多研究人员一直在探索的问题。当光脉冲在耗散能量的介质中传播时,如果同时存在着两个极不相同但又正好互为补偿的现象,那么就能够实现无畸变传播。这两个现象就是介质的非线性特性(传播速度与幅度或强度有关)和色散特性(与频率相关的传播特性)。用二氧化硅玻璃制成的光纤能够满足这两个条件。对于很强的光,其折射指数(光在真空     

基于高阶时域有限差分算法的电磁波传播计算

利用FDTD(2,4)高阶时域有限差分(Finite-Difference Time-Domain,FDTD)算法并结合滑动窗口的思想,对电磁波传播特性进行了仿真计算. 采用的高阶FDTD算法在空间上达到四阶精度,与二阶精度的传统FDTD算法相比,在相同每波长采样数的条件下,数值色散误差能得到进一步的减少. 在源脉冲传播较长距离时,数值色散的减少使得时域下脉冲扩展现象得到改善,滑动子窗口仍然能包含着激励源脉冲的全部信息,从而可更加准确地计算长距离电波传播特性. 另外,在相同的数值色散误差容限下,每波长采样数比传统二阶FDTD方法有所减少,从而节省存储空间,加快计算速度.     

脉宽对不同密度介质中传播的超短脉冲特性的影响

利用使用预估校正（PC）-时域有限差分（FDTD）法求得的全波Maxwell-Bloch方程组的数值解,研究脉宽对在不同密度的V型三能级介质中传播的飞秒超短激光脉冲特性的影响。结果表明,不同原子密度情况下,脉宽改变对脉冲传播特性的影响是不同的。当超短脉冲在原子密度较小的稀疏介质中传播时,脉冲不易发生分裂;当脉冲未分裂时...     

频率波动对啁啾脉冲在放大介质中传播特性的影响

在综合考虑了激光放大介质的克尔非线性效应、群速度色散和净增益后,得出了光脉冲在放大介质中传播的基本方程.以钕玻璃放大介质为例,对短脉冲在放大介质中的传播特性进行了数值模拟,并重点讨论了啁啾脉冲频率波动对其传播特性的影响.     

光纤放大器中有限增益带宽对自相似脉冲放大演化的数值研究

通过求解包含超高斯增益系数滤波项的分布增益非线性薛定谔方程,模拟研究了短脉冲在有限增益带宽指数增益光纤放大器中的自相似演化行为及其差异。结果表明脉冲在不同指数增益分布放大器中传输时都会受到增益带宽的限制。相同输入脉冲在相同长度、相同总增益的指数上升、下降和双向分布放大器中放大时,在双向分布放大器中输出能量最高,输出脉冲线性啁啾特性最好,指数下降放大器输出能量最低,输出脉冲线性啁啾特性最差,指数上升放大器居两者之间。另外,总增益相同时,无论是指数上升、下降和双向分布放大器,初始增益系数较小,输出脉冲能量较高,脉冲线性啁啾特性较好。     

短程脉冲无线信道特性仿真与分析

利用仿真语言对短程脉冲无线信道进行仿真研究。考虑短程脉冲无线传播环境为具有某一密度的随机分布的散射体,在一种理想情况下,信道传播环境表现为一个渗透网格。利用仿真语言仿真短程脉冲无线信道中多径分量的传播轨迹,通过脉冲无线信道的随机模型对短程脉冲无线信道特性进行仿真分析,仿真结果表明：利用该模型对短程脉冲无线信道仿真是有效的。     

有限长激光脉冲在部分离化等离子体中的传播

为了研究有限长激光脉冲在部分离化等离子体中的传播特性,采用变分法推导出有限长激光脉冲在部分离化等离子体中的参量演化方程,分析了尾波场、相对论自聚焦和部分离化非线性极化强度的影响因素;通过分析焦斑半径和脉冲宽度满足的耦合方程,讨论了横向和纵向尾波场影响下的激光脉冲传播特性。结果表明,由于焦斑半径和脉冲宽度的耦合,激光脉冲在部分离化等离子体中传播必须满足一定条件;在部分离化等离子体中,考虑激光传播时脉冲宽度的变化是有必要的;对给定强度的激光脉冲,等离子体密度不变时,随着电离程度增大,尾波场会进一步增强激光脉冲的自聚焦,其中纵向尾波场比横向尾波场对激光脉冲的自聚焦作用更明显。这一结果对有限长激光脉冲电离诱导自注入及尾波场加速电子的方案具有理论指导意义。     

周期及亚周期量级超短脉冲激光的面积演化规律

系统地总结了超短脉冲激光在共振二能级原子系统中的传播特性,给出了周期量级飞秒脉冲激光及亚周期阿秒脉冲在介质中的面积演化规律。     

Ξ型介质中相对载波包络相位对脉冲特性的影响

利用数值模拟方法,研究了单光子共振及完全非共振情况下相对载波包络相位(RCEP)φ对在Ξ型三能级原子介质中传播的双色超短脉冲波形及频谱特性的影响。结果表明:在单光子共振情况中,RCEP对双色脉冲的传播形式及频谱特性有显著的控制作用。RCEP的大小可以决定脉冲振幅大小、传播速度快慢、脉冲分裂与否及子脉冲数目多少。当φ=π时,在传播过程中,脉冲不再发生分裂,而且脉冲的形状和强度基本保持不变。在完全非共振条件下,脉冲分裂不再发生,比单光子共振情况的频率范围大得多的超连续谱可以被得到。虽然RCEP对脉冲形式和频谱特性的影响不如单光子共振时那样强烈,但改变值φ仍可以使频谱范围及不同频率的强度分布有明显的改变。当φ=0时,可得到频谱更宽、连续性更好、高频分量强度更大的超连续谱。     

色散对光纤中高斯光脉冲传播特性的影响

从麦克斯韦方程组出发,建立了光脉冲在光纤中传播的理论模型。在只考虑色散效应的情况下,对该理论模型进行进一步的研究,数值模拟出高斯光脉冲在光纤中的传输状态,并讨论了色散对光脉冲传播特性的影响。结果表明,群速度色散会增加光脉冲的宽度而波形保持不变;三阶色散会引起光脉冲的畸变。该结论对光纤的色散补偿具有一定的理论参考价值。     

指数渐变TEM喇叭辐射脉冲波形畸变分析

指数渐变TEM喇叭沿主轴方向长度一定时,主射方向上辐射脉冲峰峰值随口径高度递增,当辐射脉冲峰峰值到达最大值后,辐射脉冲峰峰值随着口径高度递减,并且辐射脉冲波形发生畸变。为了分析响应波形畸变原因,基于等效开路传输线模型给出指数渐变TEM喇叭脉冲响应的近似表达式,并且结合指数渐变TEM喇叭内部的电磁能量流动过程修正辐射脉冲表达式。理论分析表明,指数渐变TEM喇叭辐射脉冲由两个分量叠加而成,并且这分量之间存在的相对时延与高度渐变线的相对变化率正相关,过大的相对时延会使辐射脉冲的波形发生畸变,从而导致辐射脉冲峰峰值小于同尺寸线性渐变TEM喇叭的辐射脉冲峰峰值。利用电磁仿真软件得到相同尺寸的指数渐变TEM喇叭与线性渐变TEM喇叭的辐射脉冲波形,通过二者之间的对比验证理论分析的正确性。     

线元天线阵列超短电脉冲传输特性实验研究

用脉冲电源产生亚纳秒高斯电脉冲给线元天线馈电,测试线元天线轴线能量的传输特性;实验结果表明:在相同轴线距离处,线元阵列天线轴线能量与单元天线轴线能量之比正比于天线阵列阵元数的平方;阵列天线轴线能量具有慢衰减传输特性;对线元阵列天线不同行、列作适当馈电延迟,可以实现辐射电磁波束的空间扫描.所有实验结果在误差范围内与理论计算结果符合.     

Second order polynomial class of chip waveforms for band-limited DS-CDMA systems

The conventional frequency domain square-root raised cosine (Nyquist) chip waveform has much poorer anti-multiple-access-interference (anti-MAI) capability than the optimal band- limited waveform in direct sequence code division multiple access (DS-CDMA) systems. However, the digital implementation of the optimal chip pulse is very costly due to the slow decaying rate of the time waveform. In addition, its eye diagram and envelope uniformity are worse than the Nyquist pulse for a wide range of roll-off factor, which will incur performance degradation due to timing jitters and post non-linear processing. In this paper, based on an elementary density function of a second-order polynomial, a class of second-order continuity pulses is proposed. From this class of pulses, we can find some members having faster decaying rate, bigger eye opening, more uniform envelope and stronger anti-MAI capability than the Nyquist waveform. The normalized-band-width-pulse-shape-factor product, the decaying rate of the tail of the time waveform, the opening of the eye diagram, and the envelope uniformity of the second-order continuity pulses are addressed in the paper that provide the basic information for the selection of the chip pulse for CDMA systems.     

阵列辐射瞬态电磁脉冲能量合成特性研究

根据单元天线辐射瞬态电磁脉冲轴线能量传输特性的解析解,提出了阵列辐射瞬态电磁脉冲的点源近似模型,给出阵列辐射瞬态电磁脉冲高效合成特性的物理实质。并采用阵列瞬态电磁脉冲产生系统,对高效合成特性进行实验验证。实验结果和采用点源近似模型计算结果都很好地证明了阵列瞬态电磁脉冲的高效合成特性。     

瞬态电磁脉冲能量传输特性的物理实质

根据矢量位方程,在均匀电流模型下,分别给出了圆形和方形单元天线轴线上电磁场分量的时域表达式以及能量密度的解析计算公式;用等腰梯形电脉冲给天线馈电,采用数值计算的方法分别绘出了圆形和方形天线轴线能量密度随距离的衰减曲线,瞬态电磁脉冲能量传输呈现三段式传输规律和慢衰减特性;通过对能量密度解析计算公式物理意义的讨论,给出了瞬态电磁脉冲慢衰减传输特性的物理实质解释;采用亚纳秒电子源给抛物面天线馈电,对抛物面天线轴线辐射电磁脉冲波形及能量作实验测试,实验测试结果与数值计算结果相符合。     

平面阵列天线轴线能量的慢衰减特性

根据电磁理论,给出了平面阵列天线在皮秒高斯脉冲激励条件下,轴线能量传播特性的解析计算公式和数值模拟结果。用实验直接验证了瞬态电磁波的慢衰减特性。在实验误差范围内,理论计算与实验结果符合较好。对布阵方式的初步实验表明,适当的稀疏布阵可提高传输效率。     

全固态快沿电磁脉冲源的模拟及特性分析

为了给脉冲源的参数选择和电磁脉冲防护提供理论支撑,首先对雪崩三极管的雪崩效应以及全固态快沿电磁脉冲源的工作原理进行阐述。然后通过对雪崩三极管导通过程简化,建立了该脉冲源的等效模型,分析了 该脉冲源的时域特性,通过自定义曲线拟合方法,首次得到了脉冲源输出波形的数学表达式,并验证了它的有效性,最终确定了脉冲源的具体理论模型。依据此表达式的参数,通过对脉冲电流的频域分析表明:电流的振幅主要集中在0 ~200MHz 之间,90%以上的能量都分布在810MHz 以内。     

口径辐射场的时域分析

鉴于瞬态民磁脉冲辐射研究的重要性，天线的时域辐射特性是当前备受关注的重要问题，然而口径辐射场的完整时域解尚未有报道。本文采用时域法利用场等效原理分析电磁脉冲辐射场，得到时域中口径辐射场的解析解，得出的公式对近场，远场都适用。     

新能源充电线缆的高空核电磁脉冲响应

随着新能源技术的不断发展,多频器件和高压线束的大量应用使新能源车辆电磁兼容问题日趋复杂,研究特种车辆新能源充电线缆的复杂电磁环境效应与防护问题具有重要工程价值。文中选择一种新能源充电线缆,利用三维电磁场仿真软件(CST)建立电磁干扰源和充电线缆模型。基于场线耦合原理,仿真分析高空核电磁脉冲照射下的混合动力装甲车内部新能源充电线缆电磁响应。仿真结果表明,同一线束同种线缆横截面积越大,线缆端口耦合电流越大;在同一干扰脉冲照射下,不同线缆端口耦合电流达到峰值的时间以及开始衰减的时间不同;以及线缆布局影响线缆端口耦合电流的大小;线缆阻抗匹配时的耦合电流远远大于阻抗失配时的耦合电流;新能源充电线缆与传统车载SYV-50-3同轴线缆的高空核电磁脉冲响应变化规律吻合良好。