通信基站电磁辐射场强的系统建模与数值仿真

基于数字城市管理和射线跟踪算法的基本原理,采用三维实体环境建模、反向射线跟踪路径搜索和辐射场源射线多途径传播的场强合成算法,建立了一种对城市小区移动通信基站附近的电磁辐射场强进行系统建模与数值仿真的新方法.该方法有效克服了传统电波传播预测模型不能适应不同小区环境下的复杂建筑模型以及其他确定性方法不能精确找到电波传播路径的局限性.在城市小区的不同空间分布区域,本算法的计算机软件数值仿真结果与实地测量结果的良好一致性验证了该方法的实用性、有效性和正确性.

城市小区移动通信基站电磁辐射场强的计算机仿真

基于数字城市管理和射线跟踪算法的基本原理,采用三维实体环境建模、反向射线跟踪路径搜索和辐射场源射线多途径传播的场强合成算法,建立了一种对城市小区移动通信基站附近的电磁辐射场强进行系统建模与数值仿真的新方法。有效克服了传统电波传播预测模型不能适应不同小区环境下的复杂建筑模型,以及其它确定性方法不能精确找到电波传播路径的局限性。在城市小区的不同空间分布区域,计算机软件数值仿真结果与实地测量结果的良好一致性验证了该方法的实用性、有效性和正确性。

轨道交通牵引供电网电磁辐射场强的数值模拟

在分析城市轨道交通牵引供电系统工作原理与特点的基础上,针对人流集中的轨道交通站台建立了一种高压直流牵引系统下的静态电磁场模型,探讨了静态电磁场仿真的适用数值计算原理与边界条件处理方法。采用有限差分法对该电磁场模型进行了理论计算与数值模拟,结果表明:以轨道交通岛式站台中心为原点,在站台上1.7 m高处,往两侧电场强度与磁感应强度逐渐变大,在站台边缘处电场强度最大值达220 V/m,磁感应强度最大值达60μT,与电磁辐射场强的实地监测结果一致。

基于微生物生长状态估计电磁辐射场强的空间分布

目的:研究利用微生物微孔板培养及三维图形显示技术建立一种基于微生物(大肠杆菌)生长状态估测电磁辐射场强空间分布方法的可行性。方法:按照常规分子克隆方法将转化入质粒pET28b-tat-EGFP(Kana+抗性,卡那霉素抗性)的大肠杆菌BL21(DE3)接种到96孔板(150μl/孔),置于工作频率为34.1GHz、平均功率密度为12W/cm2的高功率毫米波辐射源正下方分别连续照射1、5和10min,照射后迅速置于37℃恒温箱培养6h,检测D570值并在MatLab软件中采用三次方程插值法实现所测微孔板数据的三维图形显示,进而与红外热像仪监测结果及计算机模拟计算结果相比较,从而估计特定空间辐照强度的分布情况。结果:毫米波辐照1～5min后,微孔板中靠近边缘区域的部分菌体生长增强,表现为三维图形中的波峰,而中间区域的菌体生长状态基本不变或被轻度抑制;照射10min后,微孔板中心区域的菌体生长状态受到明显抑制,表现为三维图形中的波谷,而周边微孔中的菌体生长状态基本不受影响,且此时红外热像仪监测结果显示微孔板中心区域最高温度达52.4℃。利用MatLab进行三维图形模拟显示的结果与红外热像仪监测结果及计算机模拟计算结果基本吻合。结论:利用微生物(大肠杆菌)的生长状态间接估测毫米波辐射源场强空间分布的方法是可行的,为进一步深入研究电磁辐射的生物效应奠定了基础,可望为电磁辐射的生物剂量学研究提供新的参考手段。

基于大电流注入法的火工品高场强电磁辐射效应等效测试

针对火工品高场强电磁辐射效应考核缺乏试验手段的问题,开展了基于大电流注入法的低频段高场强电磁辐射效应等效测试方法研究,完成等效方法设计。通过辐射效应试验获得耦合规律及辐射场强与火工品响应耦合函数;搭建电磁耦合钳注入试验系统,获得了注入传导耦合规律,建立注入功率与火工品响应关系函数;以火工品的响应参数为中间量,推导建立了辐射场强和注入功率的耦合传递函数,从而在低频段利用注入方法实现对火工品的高场强电磁辐射等效考核。