矩形框瞬变电磁法一维正演研究

为研究一维情况下以矩形框、圆形框作为发射源的瞬变电磁响应之间的差异,首先利用电磁学中的互易定理将矩形框发射源的瞬变电磁响应转化为一系列圆形框发射源瞬变电磁响应的积分形式,进而推导出矩形框发射源的瞬变电磁法一维正演表达式。然后以推导的正演算法为基础,编写出正演程序,计算出二层、三层地电模型的瞬变电磁响应曲线,并对比分析了理论情况下的矩形、圆形线框作为发射源的响应曲线。结果显示:在较小时刻两者差异较小,在较大时刻两者差异较大,矩形框的感应电动势直接代入传统的瞬变电磁反演程序计算时电阻率可能存在误差。     

大地介质影响下地-井瞬变电磁的正演模拟分析

对大地介质影响下地-井瞬变电磁响应特征规律进行了研究.基于时域有限差分法和Mur吸收边界条件对不同观测方式("定源-异井位观测"和"方位观测")下典型地电模型(均质半空间和含浅部低阻层的半空间介质)中三维体的地-井瞬变电磁响应进行了正演模拟,认为观测所得响应是围岩背景场与目标体异常场共同作用的结果,提出大地介质会影响观测结果的观点.研究结果表明:围岩背景场越强,总响应的异常特征越弱;随着观测延时的增加,背景场对总响应的影响减弱;受导电介质影响的观测曲线在剖面形态和衰减特征上与高阻围岩的典型解释模型存在差别.研究结果为相关资料解释工作提供了理论依据.     

大定源瞬变电磁法三维正演程序开发

大定源瞬变电磁法是应用比较广泛的电磁激发方法之一,本文介绍了其三维正演程序的开发。首先从麦克斯韦方程组出发,通过讨论边界条件、初始条件和场源计算等问题,建立起地下半空间介质中电磁场与电阻率分布之间的关系方程。再论述求解地下半空间介质中电磁场的三维交错网格有限差分法。然后利用有限差分法完成大定源瞬变电磁法三维正演模拟程序的开发,并详细介绍了程序的流程。最后以均匀半空间模型为例来进行数值模拟,得出结论与实际相符合。利用该程序还可以设置各种三维地电模型来进行数值模拟,从而为野外勘察提供指导,为室内资料处理提供依据。     

排列方式及电极距对高密度电法异常响应的影响分析

高密度电法能通过研究地下介质体的电阻率差异进行二维地电断面测量,其成像效果和工作效率受到具体的布设方法的影响.本文通过正演数值模型和实际探测资料,针对管道高阻目标体,探究了横纵向上不同排列方式的异常响应.由于高密度电法在纵向上的异常会对下方产生影响,因此高密度电法的横向分辨率一般高于纵向分辨率,而偶极排列在横向异常的分...     

大地电磁(MT)法在深部矿产勘探中的分辨率探讨

面对固体矿资源的日益枯竭,开展第二深度(>500m)找矿迫在眉睫,大地电磁(MT)法勘探深度大,受高阻屏蔽小,在深部找矿中具有重要的地位。本文以某矿区实际地电模型为例,利用成都理工大学开发的MTSoft2D软件对其进行正演模拟和occam反演计算,探讨大地电磁法对地电模型中异常体的分辨能力,为MT法在深部矿产勘探领域提供理论支持。     

路面雷达电磁波的时域有限差分法模拟

介绍了路面雷达电磁波在路面结构中传播的基本原理,结合时域有限差分法算法,分别分析一维FDTD方程、软激励源、分层介面的有效参数、吸收边界条件在应用实现模拟过程中的重要影响,并建立了空气耦合式路面雷达的正演模型.理论模拟和实际工程数值算例表明:该模型对路面雷达正演模拟是可行的,误差不超过2%.     

高密度电法不同装置的探测效果对比

为了比较高密度电法不同装置对地下电性结构的响应,建立了水平相邻低阻异常体和隐伏直立低阻异常体2个地电模型,基于有限差分法和最小二乘法开展了正演和反演成像数值模拟.当探测水平相邻低阻异常体时,偶极、三极、复合对称四极装置要优于其它装置,对异常体位置和形态反映较好,与实际异常体较吻合.当探测隐伏直立低阻异常体,如直立断层、破碎带等时,温纳、二极和复合对称四极装置要优于其它装置,其异常与实际情况更接近,效果更好.研究结果表明:三极装置可作为探测水平相邻低阻异常体时比较好的折衷方案,温纳β可作为地下断层探测时优先考虑的装置.     

基于电磁波层析成像技术的岩溶探测正演模拟及应用研究

电磁波层析成像(CT)技术是将一定频率电磁波作为发射源,利用接收机来获取地下地质体的物性参数的地球物理方法,在岩溶勘查中有着独特的应用。不同填充状态的空洞、破碎含泥沙溶洞及含水溶洞等,其对电磁波的吸收存在一定差异。电磁波CT技术利用电磁波在不同介质中吸收系数存在差异,造成在传播路径上其能量衰减的不均匀性,使用层析成像技术反演出介质的吸收系数分布,从而得到地下介质的精细结构和电性分布。本文通过构建溶洞模型,进行正反演计算,讨论并总结其响应特征与规律。结合某工程应用,并使用地质钻孔资料对比,对结果进行解释,验证了电磁波CT技术的实用性与有效性。     

玄武岩纤维增强复合材料管件准静态压缩试验

以三维四向编织玄武岩纤维/树脂复合材料(BFRP)为研究对象,分别对编织角为30°、45°和60°的圆形和方形两种类型的玄武岩增强复合材料管件进行准静态压缩试验。结果表明:不同的编织角度和截面形状对玄武岩增强复合材料管件的压缩吸能特性均有显著的影响。方形和圆形两种截面类型管件的最大承受载荷均随着编织角增大而降低;在保证纤维含量近似相等的条件下,圆管的峰值载荷大于方管,其中编织角30°时圆管的峰值载荷相较于方管高出了50%左右;能量吸收方面,圆管的比能量吸收值较高,整体的吸能特性要优于方管;管件的破坏模式与编织角有关,与管件截面形状关系不大。     

垂直线源井—地电阻率法三维有限元模拟

详细推导了垂直线源的正常电位及其异常电位的变分问题,再利用有限单元法正演模拟了当地下存在三维低阻异常体时地下半空间的电场分布,计算并绘制了过井口主测线上视电阻率剖面图。正演结果显示线源供电测量方式能较好地显示异常体的水平投影位置和埋深,达到分辨异常体的目的。实际工作中,可利用钻杆作为线源供电,通过动态观测地面电位的变化,计算视电阻率,判断地下异常体的位置。     

Finite difference time domain method forward simulation of complex geoelectricity ground penetrating radar model

The ground penetrating radar（GPR） forward simulation all aims at the singular and regular models, such as sandwich model, round cavity, square cavity, and so on, which are comparably simple. But as to the for- ward of curl interface underground or “v” figure complex model, it is difficult to realize. So it is important to for- ward the complex geoelectricity model. This paper takes two Maxwell＇s vorticity equations as departure point, makes use of the principles of Yee＇s space grid model theory and the basic principle finite difference time domain method, and deduces a GPR forward system of equation of two dimensional spaces, The Mur super absorbed boundary condition is adopted to solve the super strong reflection on the interceptive boundary when there is the forward simulation. And a self-made program is used to process forward simulation to two typical geoelectricity model.     

新型多模谐振器的陷波超宽带小型化滤波器

该文提出了一种新型多模谐振器的小型化陷波超宽带滤波器。该新型多模谐振器在超宽带通带范围内有6个谐振模式,通过并联平行耦合馈线耦合到输入和输出端口,其中3个谐振模式是由高阻抗短截线加载扇形低阻抗截面产生,而剩余的谐振模式是通过在高阻抗线上加载开路枝节和在扇形低阻抗截面刻蚀圆形槽形成。同时,为了避免无线局域网(WLAN)频段和国际电信联盟(ITU)频段对超宽带系统的干扰,在扇形面加载开路短截线,引入中心频率为5.48 GHz和8.3 GHz的陷波。最后,设计制作了一种超宽带陷波滤波器,实测与仿真结果基本吻合。     

超宽带组合脉冲优化设计及其性能分析

研究了高斯导脉冲优化组合的超宽带(UWB)脉冲设计方法。利用微分因子的能量搬移作用和脉冲形成因子的频谱扩展作用,构造了优化的高斯导脉冲,结合室内室外的辐射掩蔽标准,通过约束条件下的最小均方误差算法导出权重因子的最优解,设计了一种能在全频段同时满足室外和室内两种传输环境的通用性UWB组合脉冲。仿真结果表明,这种组合脉冲不仅具有良好的逼近能力,而且具有多用户干扰环境下的最佳误比特率性能。该设计方法对给定频谱下的UWB合理化设计具有重要的参考价值。     

认知干扰抑制超宽带自适应脉冲设计

为了解决认知超宽带（UWB）与窄带系统共存的问题,采用双极性高斯脉冲组合信号作为UWB脉冲基函数,使用厄米特矩阵特征向量分解方法实现了认知UWB自适应脉冲设计,从而达到抑制窄带干扰的目的. 仿真结果表明,提出的自适应脉冲序列的功率谱密度分布符合美国联邦通信委员会关于室内和室外UWB应用的频谱规范,可以实现任意频段陷波,具有灵活的认知避免能力. 对UWB跳时脉冲位置调制和跳时脉冲幅度调制系统进行了蒙特卡罗仿真,结果表明,自适应脉冲序列比传统的Scholtz脉冲具有更强的窄带干扰抑制能力和抗多用户干扰能力.      

脉冲发射电路的参数优化UWB

在超宽带(UWB)通信系统中,电路参数设计是决定发射电路性能的重要因素.由于传统的电路参数优化方法计算精度较低,计算过程较为繁杂等,为此在阐述UWB脉冲发射电路和二阶高通滤波器的参数方程基础上,采用粒子群优化(PSO)算法对二阶高通滤波器参数进行优化求解.算例分析与仿真结果表明经过优化后的发射电路的输出波形符合UWB系统的技术要求.     

大型客车车厢环境下的超宽带信道模型

依据频域信道测量数据,提出了符合中国超宽带(UWB)技术频率使用规定的大型客车车厢信道模型.在信道测量信号的后处理中,使用过渡带为高斯滚降特性的类高斯窗来提取符合中国UWB频谱规范的测量信号,并为信道时域测量信号提出了一种基于小波分析的自动分簇算法来替代人眼分簇.信道模型采用修正Saleh-Valenzuela模型,从测量数据中统计提取信道模型参数,并依据模型参数仿真实现了信道模型.结果表明,提出的大型客车车厢信道模型和信道实测数据有相似的附加时延、均方根时延扩展特性和平均多径个数.     

超宽带陷波天线的设计

为了避免现存的窄带信号对超宽带系统的干扰,提出一种具有附加寄生单元结构的超宽带陷波天线模型.通过对天线矩形辐射贴片和接地板形状的改进,使之在超宽带的辐射频段内具有较宽的阻抗匹配特性,同时在天线背面加入两个T形寄生单元使其具有陷波特性.利用HFSS软件仿真测试天线性能,结果表明所设计的陷波天线实现对WLAN窄带干扰信号的抑制,同时在工作频段内表现出较好的全向辐射特性.     

LEO卫星通信信道动态模型建立与仿真

为了建立一个能够反映实际LEO卫星通信信道动态传播特性的仿真模型,在深入研究目前国内外常用的卫星移动通信信道统计模型的基础上,提出了一种动态Loo模型。仿真结果表明：相对于Loo模型,进一步增强了对实际信道动态传播特性的仿真能力。     

基于Res3dinv软件的三维高密度电法成像效果分析

三维高密度电法基于地下介质电性的差异,能对地层中存在的空间视电阻率变化特征进行探测.为了对其成像效果进行分析,本文首先基于正反演理论介绍了有限差分法、有限元法,以及光滑约束最小二乘法的原理.然后在Res3dinv软件中选择单极-偶极装置进行三维反演成像,具体分析了异常体埋深、尺寸大小、高低阻互换、形状边界,以及地形起伏...     

探地雷达数值模拟的吸收边界条件研究

运用时域有限差分法实现探地雷达数值模拟时,边界条件的吸收特性对计算结果起着关键性作用。目前应用于探地雷达数值模拟的吸收边界有：Mur二阶吸收边界、超吸收边界和完全匹配层,本文引入一种新的吸收边界：单轴各向异性理想匹配层（UPML）,实现对有损耗介质中雷达波传播的数值模拟;并在激励源子波中心频率分别为100MHz、500MHz和1000MHz的情况下,以二维空间中的电偶极子辐射作为算例对Mur二阶、广义完全匹配层（GPML）和UPML吸收边界的全局误差进行比较,结果显示在不同频率下,UPML的计算精度都较Mur二阶吸收边界和GPML高;最后,应用该方法对两种常见的探地雷达模型进行正演剖面合成,取得了较好的结果。