多层平板屏效计算中的等效传输线法

讨论了多层平板屏效计算中的等效传输线法。定义了不同传输线间的反射系数与透射系数，求出了反射系数和透射系数的表达式。利用上述定义，很容易求出不同传输线组成的电路中各部分中的入射场与反射场的分布。在此基础上，求解了任意多层平板屏蔽体对正入射平面波的屏蔽系数和屏效，并就单层屏蔽体和双层屏蔽体的情况与已有的结论进行了对比和验证。和以往理论比较，计算公式简单明了，物理概念清晰。文中透射系数的定义是对传输线基本理论的有益补充。

基于等效传输线理论的高效超宽带吸波体

设计了一种基于氧化铟锡(ITO)薄膜的宽带吸波体,该吸波体在1.92~13.15 GHz之间实现90%以上吸波,绝对带宽达到11.12 GHz,相对带宽达到149.04%,完全覆盖了S、C、X波段,部分覆盖了L波段和Ku波段,峰值吸收率达到了99%以上。文中采用BP神经网络快速精确计算出方环与方贴片所构成的表面结构的等效阻抗;仿真对比了不同层数的影响并通过遗传算法对单元结构参数进行优化;基于等效传输线理论,解析表达优化后单元的反射率并与实际仿真结果进行了对比。仿真与测试结果显示不同极化和不同斜入射角情况下,单元的吸收率曲线变化较小,说明该结构具有极化不敏感和大入射角特性。提出的方法解决了传统经验公式对结构参数普适性不足的问题,由于使用ITO作为表面结构,其阻抗实部可调范围广,在理论上无需扫参,可以快速精确地设计任意波段吸波的吸波体。

非理想导波结构损耗特性的等效传输线法分析

非理想导波结构损耗特性的分析是微波工程中最重要的实际问题之一 ,对它的精确求解往往和波导元件及系统性能的分析紧密相连。本文把对非理想导波结构损耗特性的计算归结为对相应有源传输线方程的求解。作为计算实例 ,对圆波导和矩形波导中几个本征模的金属损耗分别进行了计算 ,得到了与理论值相一致的结果 。

等效传输线法在求解金属接缝屏效中的研究与应用

介绍了用等效传输线法解析求解孔缝屏蔽效能的原理,在此基础上提出了求解金属接缝屏蔽效能的方法,然后通过算例验证了该方法的有效性,最后给出了该方法在实际中的应用。

基于传输线等效法的双腔体屏蔽系数快速算法

传输线等效法(TLM)是一种常用的开孔腔屏蔽系数快速计算方法,在孔缝耦合系数的计算中考虑了孔缝处的场模式,提高了TLM算法在高频段计算屏蔽系数(SE)的准确性。继而将TLM算法推广到开孔双金属腔屏蔽系数的计算,通过将外腔体中任意位置的电压等效为内孔缝处的辐射电压源,计算得到内腔体中任意位置上的屏蔽系数,解决了已有文献中方法的不足。该算法计算结果与CST仿真结果吻合较好。

基于等效传输线模型的腔体场分布快速算法

为实现外部电磁波照射下矩形金属腔内各点场值的快速有效计算,本文以等效传输线模型(TLM)方法为基础,建立孔缝耦合模型进行计算分析并编程实现.计算结果表明,等效传输线模型方法与三维全波分析商业软件的模拟计算结果吻合,但计算时间大大缩短.并且该方法计算结果与实验测量结果基本吻合,说明采用等效传输线模型算法计算腔体内的场分布是有效可行的.

天线罩等效传输线理论及应用

首先介绍了天线罩常见外形、分类和罩壁形式；其次采用电磁波反射、透射和等效传输线理论，建立了分析功率传输系数和计算插入相位移的方法；最后给出了石英氰酸酯平板宽频特性测试流程和结果，理论和测试结果共同验证了等效传输线理论的正确性，平板尺寸0．976m×0．976m×0．0018m，测试频段1．2—18GHz，测试水平方位角-40°～40°内，石英氰酸酯平均功率传输系数均大于60％，表现出了良好的宽频特性；测试结果为天线罩蒙皮材料的选择提供了参考数据。

用CR传输线模型研究涂层/金属体系阻抗谱

根据CR传输线模型和QR电路之间的关系,建立了拟合其初值的计算方法,借助Z-View软件,可求得各元件精确值.根据电容(Ci)和电阻(Ri)随特征频率(f)的分布,推导了元件相对增量与恒相位角元件(Q)指数参数n的关系,结果表明,当n小于0.5时,Ci比Ri增加得更快,从新的角度说明了n的物理意义及其和界面脱层之间的关系.作为应用实例,拟合了不同特征的电化学阻抗谱,分析了有机涂层/金属腐蚀体系阻抗变化的具体过程,区分了点蚀和脱层因素对阻抗谱的影响,从高阻抗体系同时得到了与不同空隙率有关的涂层电容和电阻值,并根据涂层体系的不均匀特征探讨了模型结构的物理意义.

多层介质空间电荷测试系统的等效表征模型与信号畸变特性

以高频电力变压器等为代表的新型电力系统装备面临大容量化、紧凑型发展需求,但装备多层复合绝缘材料中的电荷积聚问题严重影响其安全稳定运行,基于电声脉冲法测试空间电荷分布有利于分析其时空演化特性,但测试系统中的复杂声波透射与反射过程直接影响多层介质的电荷结果分析。本文基于电声脉冲测试信号传递和基本传输线系统中信号传播的相似性,提出了电声脉冲系统的等效表征原理,并结合与实验测量波形的一致性模拟结果验证了模型的可靠性。进一步,基于所构建传输线模型,开展了多层绝缘介质下的电荷仿真模拟,研究表明介质及吸声材料厚度是影响多层介质电荷测量结果的关键因素。基于此,提出了适用于多层介质的电声脉冲法测量遴选标准,所提出方法可有效减少声波反射对测量结果的影响。同时,针对声阻抗匹配程度对测量结果的影响作用机制开展研究,模拟结果表明:当半导电电极与试样声阻抗不相等时,将改变界面处的声波产生系数,进而影响上电极界面侧的被测信号幅值;而当传感器与背衬吸声部分的声阻抗不相等时,则会导致所测结果中所有界面处电压波形发生畸变,出现波形展宽和拖尾的情况。本文相关工作可为多层介质电声脉冲测量实验设计与波形恢复提供相关指导。

煤矿井下随钻测量电磁传输信道建模

煤矿井下随钻测量系统目前主要采用有线方式进行信号传输,但是存在通缆钻杆加工技术要求严格、使用成本高等缺点,研制适用于煤矿井下的电磁波随钻测量系统十分必要。与地面钻进中井下-地面电磁传输信道不同,煤矿井下电磁波随钻测量采用孔内-孔口电磁传输信道,电磁信号传输过程中衰减特性亟待研究。基于经典电磁理论,结合煤层及煤层围岩电性,运用等效传输线法,计算了孔口接收电极间信号电压,包括煤岩层导电性、发射信号频率、钻杆电阻率、钻杆长度对接收信号电压的影响。仿真结果表明,相同工作条件下,煤矿井下孔口电极接收电压小于地面电极接收电压,大于地面电极接收电压一半。

随钻电磁波传输理论模型与信道特性分析

为了促进国内随钻电磁波传输技术进步、仪器研发和推广,通过比较优选激励方式,并在此基础上进行理论研究.在均质等效传输线模型的基础上,结合分段均匀传输线理论建立理论模型,通过计算结果与现场试验结果比较,验证了模型的正确性.利用均质等效传输线模型计算分析信道特性,分析表明地层电阻率、钻柱单位长度的电阻、激励源频率是影响信号传输的主要因素.

随钻测量电磁传输信道研究

文中讨论了地球物理勘探中的随钻测量电磁传输信道激励方式及物理模型；应用改进的等效传输线法与电极法,研究了影响地面电极检测电压的信道参数,给出了随钻电磁信道最人可测深度与地层电阻率、工作频率及井场干扰噪声的关系.与实测数据比较表明,所用理论模型能较好地预测随钻电磁信道的主要特性.

新型电磁随钻测量系统信道传输特性研究

电磁波随钻测量不受钻井液性质影响,因而优势得以突现,但其发展瓶颈在于信号传输距离短。论述了电磁波通道式MWD(measurement while drilling)传输装置信道计算的等效传输线法,分析了天线参数、激励源频率等参数的变化对检测电压的影响规律,并通过计算探讨了影响电磁波传输质量的因素。结果显示,地面检测电压随金属环长度增大而增大;温度是对电磁信号传输装置影响显著的一个参数,它能彻底改变电子元件的工作性能,使其丧失功能。因此,工程技术人员可利用等效传输线理论,合理地选择所用激励装置尺寸参数,从而达到优化天线尺寸的目的。

井下电磁传输特性研究

由于气体及各种充气钻井液的可压缩性强,致使钻井液脉冲MWD无法正常使用,需要采用电磁传输系统来传输信号。经过研究攻关,我国研制成功了具有独立知识产权的井下电磁传输系统。建立了井下电磁传输系统的电磁传输模型,分析了井下电磁传输系统的传输规律,介绍了和电磁传输试验,对比分析了实测和理论计算结果。井下电磁传输特性研究不仅可以在系统设计阶段为系统的发射机和接收机关键参数的设计提供依据,而且在实际应用中,可进行应用效果分析,同时也为系统的改进设计提供依据。

EM-MWD信号在钻柱中传输的影响因素研究

在现有电磁随钻测量(EM-MWD)系统中,钻柱是重要的EM-MWD信号传输信道。为深入了解影响EMMWD信号在钻柱中传输效果的因素,基于等效传输线法对EM-MWD信号信道进行了建模,并使用Ansys软件进行了有限元计算,分析了地层分层情况下不同规格钻柱在交变电磁场中传输的能量损耗以及套管对EM-MWD信号传输的影响规律。研究发现:EM-MWD信号在钻柱中的能量损耗会随着功率和频率增大而增加,当信号频率超过100 Hz时损耗增加更加明显;不同规格的钻柱传输信号的效果不同,但当钻柱壁厚与外径的比为0.08~0.20时,EM-MWD信号传输效果较好;在钻柱上加套管会对EM-MWD信号的传输产生屏蔽作用,影响传输效果,不过当井下EM-MWD信号的发射频率在50 Hz以下时,套管的影响较小。研究结果更加明确了钻柱自身属性对EM-MWD信号传输的影响,可为EM-MWD系统的改进和设计提供参考。

圆弧1-3型压电复合材料的振动特性研究

为了解圆弧1-3型压电复合材料的工作模态,并建立简单准确的机电等效电路模型,文章测试了压电陶瓷PZT-5H与弛豫铁电单晶PMN-0.32PT的全矩阵参数,并将两种压电材料作为压电相进行了圆弧1-3型压电复合材料的电声特性分析。分别建立了有限元单元模型、1-3型压电复合材料的等应变模型与KLM传输线理论结合的机电等效电路模型,分析了圆弧复合材料的谐振频率及振动模态,并制备样品进行测试验证。研究结果表明,组成的圆弧1-3型压电复合材料的厚度振动模态纯净,其它结构模态可忽略,谐振频率的测试结果与仿真及理论计算结果吻合很好。压电相与聚合物相的弹性刚度系数之差对模型的预测结果有所影响,系数相差较大时,两种模型的预测值偏差更小。

微波辐射计外部定标负载辐射特性的研究

本文给出了近似求解二维周斯渐变形状吸收体构成的微波辐射计外部定标负载辐射特性的方法．计算结果与数值方法、实验测量进行了比较．当结构周斯小于0．75倍波长，即D＜0．75λo时近似算法有良好的精度．

双面含孔金属腔体屏蔽效能的快速计算

为研究双面含孔矩形金属腔体的屏蔽效能问题,运用矢量分解和等效传输线相结合的原理,给出了双面含单孔的矩形金属腔体内部中心点屏蔽效能计算方法,通过与电磁数值软件CST的计算结果对比,验证了该计算方法的有效性,且耗时少、收敛快,运用该方法进一步研究了双面含孔阵矩形金属腔体屏蔽效能,得到了腔体内部多模谐振规律。在共振频率附近,腔体内中心点的耦合电场较强,当频率低于主频谐振时,屏蔽效能随着频率的降低而增大;在2GHz频率范围内,腔体内部各个方向的屏蔽效能都存在多模谐振的现象,且谐振模式不相同;开有相同面积的孔阵屏蔽效能比单孔差,谐振模式变化不大。

直线法分析平面波导结构色散特性的研究

采用直线法与等效传输线法相结合的方法分析了平面波导结构的色散特性.通过实验研究和理论分析,在证明该方法有效性的同时,对该算法在实际应用中存在的基本问题进行了处理,得出一般性原则,如计算区域边缘条件的设置、结果精度与划线数N的关系和屏蔽面位置的影响等.在此基础上,对几种常用的平面波导结构进行分析,并证明了其正确性.同时,为该方法在多介质层多导体结构分析中的应用提供了理论指导.

覆盖薄层介质平面导体上的表面波

本文根据Ｃｏｌｉｎ提出的等效传输线电路法对薄层介质覆盖平面导体的表面阻抗、表面波传输衰减与介质参数的关系进行分析。