薄膜声体波谐振器的电磁场建模与仿真

为了模拟薄膜声体波谐振器(FBAR)的电磁场(EM)分布特性,提出了一种新的FBAR建模方法.该方法从基本的一维弹性压电方程和三维麦克斯韦尔方程出发,结合电极与压电薄膜交界处机械应力与机械位移连续的边界条件,推导出了FBAR等效复介电常数的严格解.将电磁场和声场等效到一个复介电常数中,用等效复介电常数的形式来包含电声效应.并基于有限元方法对FBAR全波段进行了仿真.结果表明,该方法的仿真结果与实测数据基本一致,具有很好的准确性.与传统的电路模型比较,由该方法得到的模型能够实现场的不连续仿真和FBAR的电磁场分布与压电效应的实时仿真.

基于OpenMP的并行电磁场神经网络建模

针对用神经网络技术对电磁场建模需要较长计算时间的问题,提出了基于OpenMP(open multi-processing)的神经网络并行建模方法。该方法在串行的电磁场神经网络建模基础上,将电磁场样本点和训练数据点均匀分配给多个处理器进行并行处理,实现了电磁场数据并行产生以及神经网络并行训练。通过微波滤波器建模例子分别从加速比和效率来验证基于OpenMP的并行电磁场神经网络建模的性能。实验结果表明,并行电磁场神经网络建模是可行的,而且基于OpenMP方式的并行电磁场神经网络建模效率较传统的串行神经网络建模效率有了明显的提高。

浅海中运动时谐垂直电偶极子产生的电磁场

为了对浅海中的运动舰船所产生的轴频电磁场进行建模,对三层介质中匀速运动的时谐垂直电偶极子在固定场点产生的电磁场这一问题进行了求解.首先求解在三层介质中静止的时谐电偶极子在固定场点产生的电磁场,通过狭义相对论的洛仑兹变换,得出最终的表达式.以浅海环境下低速运动的极低频时谐垂直电偶极子为例,对其在海水中的固定场点产生的电磁场进行了数值计算,通过对比计算,分析得出低速运动的偶极子与静止的偶极子所产生的电磁场相等,以及海水越浅则海底对电磁场的贡献越大等结论.最后通过实验测得的某船模的轴频电场数据,验证了表达式的实用价值.

采用电磁仿真软件计算变压器的短路阻抗

介绍了一种采用电磁场建模仿真类软件通过储存的能量求解变压器短路阻抗的方法。将此方法与常规计算方法的结果进行对比,证明其具有更高的准确性。同时,利用这种计算方法可以解决一些常规解析计算方法难于计算阻抗的特型变压器或电抗器的设计及现场多绕组变压器在不同工况下运行时变压器阻抗的计算评估问题。

高速铁路高架段信号电缆雷电感应过电压计算研究

信号电缆外皮与芯线绝缘较弱,存在雷击感应过电压闪络造成信号系统损坏的风险。推导了雷电回击过程电磁场建模方法,对雷电回击电磁场激励下的信号电缆导线计算模型进行了研究,结合FDTD法给出了高架段信号电缆导线计算模型数值计算实现方法。计算了电缆芯线感应过电压,得到信号电缆芯线感应过电压大小与雷电回击通道到电缆的垂直距离、桥面距离地面的高度以及大地电阻率的关系。典型高速铁路高架桥结构中,当雷电回击电流一定时,电缆芯线感应过电压幅值随回击通道到电缆的垂直距离增大呈现非线性减小,电缆芯线感应过电压幅值随土壤电阻率增大呈现近似线性增大,电缆芯线感应过电压幅值随桥面距离地面的高度增大呈现近似线性增大。

三维极化幅度调制解调器

从空间电磁场的数学描述出发,给出了对无线通信信号幅度、极化辐角与极化相位角进行三维联合调制解调的方法。根据描述空间电磁场各参数之间关系的方程,首先建立了三维联合调制信号的模型,然后讨论了三维联合调制信号通过矢量天线发射的实现方式,并给出了在接收端通过信号幅度检测及其波达方向(DOA)极化参数估计这2个步骤来实现对三维联合调制信号进行解调的策略;分析了三维联合调制误码率的计算方法及其性能。分析与仿真结果均表明:所提出的调制解调方法具有传输速率高和误码率低的优点。

Adaptive Finite Element Modeling of Marine Controlled-Source Electromagnetic Fields in Two-Dimensional General Anisotropic Media

In this paper, we extend the scope of numerical simulations of marine controlled-source electromagnetic (CSEM) fields in a particular case of anisotropy (dipping anisotropy) to the general case of anisotropy by using an adaptive finite element approach. In comparison to a dipping anisotropy case, the first order spatial derivatives of the strike-parallel components arise in the partial differential equations for generally anisotropic media, which cause a non-symmetric linear system of equations for finite element modeling. The adaptive finite element method is employed to obtain numerical solutions on a sequence of refined unstructured triangular meshes, which allows for arbitrary model geometries including bathymetry and dipping layers. Numerical results of a 2D anisotropic model show both anisotropy strike and dipping angles have great influence on the marine CSEM responses.