水平电偶极子作用于分层媒质时的逆向反演法

逆向反演法是作者提出的一种新的分析分层媒质中电磁场的方法。借助于引入单元场量组这一概念，它具有可以直接构造，推演各分层中场层量的解析解，并便于统一编程实现数值计算的特点。本文探讨其在水平电偶极子场源情形下的应用。     

地下三维目标电磁散射特性研究

本文推出集总电阻加载圆柱形天线在时域有限差分（FD-TD）法中的计算公式。对Mur二阶吸收边界条件在三维FD-TD法计算中的稳定性进行了研究，提出保证Mur二阶吸收边界条件稳定所必须注意的问题。在集总电阻加载圆柱形天线激励下，对色激媒质中三维目标的瞬态电磁散射特性进行了计算和分析，并将部分计算结果与实验测试的结果进行了比较，二者具有比较好的一致性。研究了色散媒质和目标特性对目标回波信号的影响，并对有耗媒质中细导线型目标的瞬态散射机理进行了分析。     

低频电磁波感应通信系统的设计与仿真

根据电磁波传播的理论,研究了无源、无界、线性、均匀、各向同性导电媒质中感应通信问题,确定了感应通信工作频率的范围。从DPSK数字通信系统的原理出发,研究了导电媒质中低频感应通信系统原理及其组成,提出了基于DSP的低频无线通信系统的设计方法,并利用Matlab软件对该DPSK通信系统进行了仿真设计。仿真结果表明,该低频无线通信系统达到了通信的基本要求,提出的基于DSP的设计方法是可行的。     

垂直电偶极子在负折射媒质涂覆基底上产生的场

研究了垂直电偶极子在负折射媒质涂覆的理想导电基底上产生的电磁场,获得了场分量的解析表达式.分析和计算结果表明,电偶极子激发的电磁场可分解为直达波、反射波、侧面波和表面波.其中表面波在负折射媒质表面传播的波数介于空气层和介质层中传播波数之间,其幅度在距离向按波的几何扩散规律衰减,在垂直于介质层方向则以正弦或余弦规律变化.由于存在三种传播波数的波,它们共同作用形成的总场将发生复杂的干涉现象.     

旋波媒质参数自由空间测试方法的研究

分析了电磁波在旋波媒质中的传播特性和在毫米波频率下平板旋波媒质材料参数的自由空间测试方法,讨论了测试系统和校准方法,并用计算机进行了数值模拟计算,结果表明该测试方法具有潜在的应用价值。     

基于非均匀设计的高口径效率Fabry-Perot谐振腔天线

Fabry-Perot(F-P)谐振腔天线通常易实现高增益,但由于口径场非均匀的电磁场分布,使得其在大口径尺寸下的口径效率较低。本文设计了一种新型的F-P谐振腔天线,该天线采用非均匀特异媒质覆盖层实现口径场等幅分布,并通过非均匀特异媒质反射地实现口径场同相分布,从而提升F-P谐振腔天线在大口径尺寸下的口径效率。基于射线追踪法,推导了非均匀覆盖层和非均匀反射地的设计公式。本文设计、加工并测试了一款口径尺寸为5.18 λ(λ为自由空间波长)的圆形F-P谐振腔天线。仿真和测试结果吻合良好,|S11|<-10 dB的阻抗带宽为4.14%(5.740~5.980 GHz);在工作频点5.8 GHz处,该新型F-P谐振腔天线的增益为23.8 dBi,与传统F-P谐振腔天线相比,其口径效率从78.9%提高到90.5%。     

不均匀媒质近地面HEMP电磁环境特性研究

确定HEMP近地面电磁环境是研究近地面电子设备的HEMP效应的基础。由于地面对电磁场具有反射作用,使得近地面的电磁环境与自由空间的电磁脉冲环境相差较大。通过分析近地面HEMP传播特性以及土壤电气参数的不同,建立不均匀媒质影响模型,采用修正的菲涅尔反射系数对模型进行理论计算,验证CST数值仿真方法的准确性及简便性,并对近地面复杂电磁场环境进行仿真计算。结果表明:不同波形、距地高度、上层厚度以及入射角度对HEMP影响较为明显,不均匀媒质使得近地面HEMP电磁脉冲环境异于均匀媒质,此结果能为指导近地面电磁脉冲防护提供基本依据。     

LLN中基于能量均衡的高效低时延路由算法

针对有损低功耗网络(Low-power and Lossy Network,LLN)中由于无线链路的有损特性以及节点部署不均匀无法有效实现网络能量均衡,提出一种基于能量均衡的高效低时延路由算法(Efficient Low Latency Routing Algorithm Based on Energy Balance in Low-Power and Lossy Networks,ELLEB-RPL)。该算法采用“ELLEB组网”策略,使得节点能够有效避免在DODAG(Destination Oriented Directed Acyclic Graph)间来回切换;通过采用“最优父节点选择”策略,使得节点选择的父节点达到最优;通过采用“流量自适应分配”策略,达到网络能量均衡的目的。仿真结果表明,ELLEB-RPL在Sink节点平均吞吐量、网络平均寿命以及端到端时延上均有提升。     

高负载场景下基于负载均衡的LLN路由协议

针对低功耗有损网络（Low-power and Lossy Network,LLN）中由于无线链路的有损特性导致在高负载场景下无法较好地实现负载均衡的问题,提出一种高负载场景下基于负载均衡的LLN路由协议（HSLB-RPL）。在该协议中,为了避免期望传输次数较大的备选父节点被选作为最优父节点,综合考虑当前节点和其备选父节点的期望传输次数;当检测到节点负载较重时,为了降低其被邻居节点选作为最优父节点的概率,对其DIO控制消息的发送时间间隔进行调整;当节点发生网络拥塞时,设计一种网络拥塞通告消息（NCN）,及时地对当前网络拥塞状态进行通告。仿真结果表明,相对于已有协议,HSLB-RPL协议能够有效地实现负载均衡,其中网络平均寿命延长了23.57%,根节点平均吞吐量提高了14.52%,归一化控制开销较低了12.87%。     

节点移动处理的高效RPL路由协议

针对低功耗有损网络（low-power and lossy network,LLN）的节点移动问题,提出基于博弈论自适应调整传输速率的移动RPL路由（GT-mRPL）。GT-mRPL路由通过博弈论传输速率,进而获取高的数据分组传递率和吞吐量。在移动环境中,将节点竞争发送数据过程设计成一个游戏。将通过增加传输率所获取的增益（效用函数）与因节点移动而产生的成本（移动函数）的比值看成收益函数。同时,考虑能耗对收益函数的影响。仿真结果表明,在移动环境下,提出的GT-mRPL路由降低了数据分组丢失率,提高了吞吐量。