基于Bethe小孔耦合理论和镜像原理的双腔体电磁泄漏的解析模型

针对复杂金属屏蔽体一般是由多个空间区域组成的特征,推导一种开有孔阵双金属腔体电磁泄露的解析模型。该模型将电偶极子天线作为激励源放置在一个腔体中,依据Bethe小孔耦合理论和镜像原理将相邻腔体中电磁场分布用等效偶极子表示,最后计算出耦合电磁场通过腔体中的孔阵泄露到腔体外部的辐射场。该解析模型利用屏蔽效能作为参考衡量电磁泄露问题,通过将该模型的计算结果与全波仿真软件CST结果对比,证实所建解析模型的有效性。同时利用该模型分析激励源位置、开孔位置及不同开孔形状对屏蔽效能的影响,从而分析屏蔽体外部泄露场的大小。该模型的建立为多腔体构成的复杂金属屏蔽体的电磁泄漏问题提供了一种可靠有效的参考。

雷达波对孔缝腔体内复杂传输线耦合影响

针对雷达波与孔缝腔体内复杂传输线耦合计算问题,提出一种基于矩量法、并矢格林函数和传输线Π等效电路与Agrawal混合模型的计算方法.首先,用矩量法求得雷达天线在孔缝处的入射电磁场;然后,采用矩量法-并矢格林函数混合算法计算孔缝处等效磁流,并求得腔体内的电磁场;运用所得电磁场与传输线混合模型计算传输线的负载电流响应.通过仿真传输线与BLT方程等计算结果比较,验证了此方法是有效的.

一种内置条状金属板的双层金属腔体屏蔽效能的理论模型

针对复杂屏蔽腔体往往是由多个空间构成的实际情况,本文构建了内置条状金属板的双层金属腔体物理解析模型,将外层腔体的近场电磁干扰等效为电偶极子,基于Bethe小孔耦合理论并利用推广的腔体格林函数推导了内腔体的电磁场分布的近似表达式.利用该解析模型计算分析了条状金属板的位置和方向对屏蔽效能的影响.通过计算结果与全波仿真软件CST仿真结果的对比,证实了本文所建理论模型的有效性,为复杂腔体屏蔽效能的快速计算提供了理论参考.

偏心孔缝箱体屏蔽效能电磁拓扑分析算法

基于电磁拓扑理论,对Robinson等效电路模型进行改进,提出了箱体屏蔽效能分析的电磁拓扑算法.该算法将孔缝等效为二端口网络,通过散射矩阵准确地描述了箱体内部场的行驻波态,实现了内外场耦合的准确建模;结合偏心孔缝箱体分析理论,求解偏心孔缝散射矩阵,进而实现了偏心孔缝箱体的屏蔽效能分析.在0~2GHz频域内,分别对偏心单孔和孔阵箱体的屏蔽效能进行了仿真,通过与软件CST数值结果的对比,验证了算法的有效性.最后采用该算法详细分析了孔缝宽度、测试点距离、入射极化角和入射方位角对单孔箱体屏蔽效能的影响.

混合孔缝箱体屏蔽效能电磁拓扑分析方法

武器产生的电磁脉冲会通过＂前、后门＂耦合效应对箱体内部电子元器件及电路板造成毁伤,严重威胁到电气电子设备的安全运行。为此,必须对箱体电磁屏蔽效能（SE）进行分析研究。基于Robinson等效电路模型,提出了一种估算混合孔缝箱体屏蔽效能的电磁拓扑理论（EMT）方法。以孔缝散射参数为基础,建立了箱体外部场和内部场的BLT方程,解决了孔缝耦合问题;通过引入偏心系数对孔缝等效阻抗进行修正,实现了对偏心孔缝箱体的屏蔽效能分析;基于电磁波相干原理,将混合孔缝箱体的内部场分解成偏心单孔和偏心孔阵箱体内部场,从而实现了对混合孔缝箱体的屏蔽效能分析。基于CST仿真数据,在0～1.5 GHz频域内,对Robinson、Parisa Dehkhoda和EMT算法结果进行对比分析。仿真结果表明,EMT算法的最小误差均值为3.227 2 dB,最大误差均值为5.467 5dB,其计算精度较高。EMT算法的运行时间是CST仿真软件的1/23,比Robinson、Parisa Dehkhoda算法的运行时间长,但仍保持了较高的计算效率。该算法建立了箱体、孔逢参数与屏蔽系数间的直接映射关系,比CST仿真软件更适用于工程实践。

双层屏蔽腔内线缆负载电磁耦合的EMT分析方法

电磁拓扑分析方法将一个复杂系统的求解问题等效成许多子系统问题的求解,能够有效降低复杂电子系统电磁干扰问题求解的难度。本文针对双层屏蔽腔内辐射源对传输线电磁干扰求解问题,提出了一种计算腔内电偶极子辐射源对传输线负载电磁耦合的电磁拓扑分析方法。阐述了双层屏蔽腔内传输线耦合机理,建立了腔内传输线负载电磁干扰的电磁拓扑图和信号流图。根据腔体本征模理论、Bethe理论以及BLT方程,得到了传输线负载干扰电压。结果表明本文方法能够准确计算腔内干扰源对传输线负载干扰,且计算效率高,占用内存少。

平面波照射下无限大导体板上周期孔阵屏蔽效能的解析研究

本文针对平面电磁波对无限大导体平板上周期孔阵的透射问题,首先用Bethe小孔理论将孔阵表示成偶极子阵列,然后用平均化处理得到均匀的等效磁化/极化强度,进而引入等效面源导出透射电磁波表达式,最终给出了孔阵对平面电磁波屏蔽效能的解析公式.该公式分别针对横电和横磁两种极化方式,将屏蔽效能表示成孔阵周期面积、孔的极化系数、波长和入射角的简单函数,其计算结果与全波仿真结果一致性好.结果表明,透射场强的幅值与孔极化系数和波频率成正比,与周期面积成反比;在横电极化方式,波频率和周期面积不变的情况下,透射场强的幅值与入射角的余弦值成正比,入射角越大屏蔽效能越高;在横磁极化方式下,透射场强幅值与入射角的关系相对复杂,但在入射角较小时与入射角的余弦值近似成反比,总体上入射角越大屏蔽效果越低.

静力触探试验的宏细观耦合分析方法与应用

圆锥静力触探试验(CPT)是一种准确获取常规岩土参数的土工原位测试方法,但是CPT数据一般不能直接转化为岩土力学宏观本构模型参数(即一类精细的岩土参数),根本原因是对宏细观贯入机制的研究不足。以Mohr-Coulomb屈服准则的圆柱(锥)孔扩张理论为基础,建立静力触探试验过程的宏细观耦合分析方法。根据圆柱(锥)孔扩张理论求解极限扩孔应力,推导了锥尖阻力、侧摩阻力与极限扩孔应力之间的关系。以上海地区浅部持力层第(2)1粉质黏土为对象,通过相同尺度的三轴压缩试验,建立宏观Mohr-Coulomb理想弹塑性模型参数与细观线性平行黏结模型参数的转化公式,并通过Fish语言编入到FLAC^(3D)软件。以上海第(2)1层粉质黏土和第(5)_(1-1)层灰色黏土为对象,验证了宏细观转化公式对于上海黏土或者粉质黏土的适用性。以第(2)1层粉质黏土为对象,从宏观的角度分析锥尖阻力、侧摩阻力和极限扩孔应力的理论解、数值解与实测值的误差,从细观角度分析土体颗粒位移和接触力链分布。圆柱(锥)孔扩张理论计算的极限扩孔应力、锥尖阻力和侧摩阻力与实测值的误差分别为1.30%、0.45%和0.77%。宏细观耦合数值计算得到的极限扩孔应力、锥尖阻力、侧摩阻力和孔隙水压力与实测值的误差分别为9.68%、2.99%、9.34%和8.42%。宏细观耦合数值的计算结果不仅和圆柱(锥)孔扩张理论的计算结果以及实测值接近,还能考虑孔隙水压力的作用。以上研究为认识静力触探试验机制,获取岩土力学本构模型参数提供了宏细观耦合分析方法和基础。

核电磁脉冲双层开孔矩形腔体屏蔽效能研究

针对开孔的双层屏蔽腔体特点,采用传输线理论,建立了核电磁脉冲平面波照射下计算双层腔体屏蔽效能的等效电路模型,推导了近似计算的解析解,与仿真计算结果进行了对比,并计算分析了双层腔体两孔的相对位置、孔间距对屏蔽效能的影响。结果表明:两孔在偏离状态下泄漏进腔体内的电磁能量最少,屏蔽效能最高;两孔之间的距离增大,腔体的屏蔽效能和谐振频率随之变大。解析解与仿真计算的结果较为一致,验证了解析方法的有效性,为工程中快速计算双层腔体屏蔽效能提供了有效的参考。

平面波照射下开孔矩形腔体的电磁耦合与屏蔽效能研究

基于Bethe小孔耦合理论和腔内电磁场的本征模展开,建立了平面波照射下开孔矩形腔体电磁场分布的近似解析模型.该模型物理意义清晰,可以考虑开孔的形状、尺寸、个数及位置和入射波的传播与极化方向等参数的影响.该模型的计算结果优于传统的等效电路方法,与实验结果的一致性更好.计算分析了相关因素对电磁屏蔽效能的影响规律,所得结果对电磁屏蔽腔体的设计有指导意义.

损伤性岩体预裂爆破参数的优化设计

运用损伤理论得出了损伤性岩体预裂爆破控制参数-不耦合系数、线装药密度及炮孔间距随损伤因子D变化的规律,并用以优化损伤性岩体的预裂爆破设计参数,为预裂爆破优化设计提供了理论基础。

向家坝水电站左岸近坝边坡抬升变形数值模拟

为深入认识向家坝水电站左岸近坝边坡的抬升变形现象,利用流固耦合数值试验研究了岩体的扩容变形机理,在此基础上采用流固耦合数值分析方法对向家坝水电站左岸近坝边坡的抬升变形过程进行了数值模拟,得到了近坝边坡抬升变形的空间分布,并对泄压孔泄压对抬升变形的控制效果进行了评价。结果表明:岩体扩容体积应变随岩体渗透系数增大而增大,随变形模量增大而减小,岩体初始应力对抬升变形的影响微弱;渗流场改变是引起近坝边坡抬升变形的直接诱因,边坡抬升变形是岩土体内渗流场和应力场相互作用的结果,采用流固耦合理论揭示近坝边坡的抬升变形机制是合理的;深层泄压孔可以有效控制近坝边坡的抬升变形量。

可调谐的同轴腔滤波器

本文介绍一种带宽为5～8MHz,调谐范围在350～510MHz的同轴腔带通滤波器。详细地介绍了腔间孔耦合理论。给出消除耦合环自感影响的方法及减弱电耦合的途径,並给出了实测结果与理论计算的比较。

电大开孔箱体屏蔽效能分析解析模型

电磁脉冲武器能够通过"前、后门"耦合效应对箱体内部电子元器件及电路板造成损伤,从而对电气电子设备的安全性构成严重威胁,因此,开展箱体电磁屏蔽效能的分析研究具有重要意义.推导了任意入射波条件下电大开孔箱体屏蔽系数的解析解,并在此基础上对箱体屏蔽效能进行了分析研究.首先通过矢量分解,得出任意入射平面波的坐标分量;再基于Cohn模型,获得了电大开孔的等效电偶、磁偶极子;然后通过镜像原理,计算出总的赫兹电矢量位、磁矢量位;最终求得电大开孔箱体内部任意观测点的电场解析解,用于箱体屏蔽系数计算.设计了5组验证性实验,仿真结果表明:该解析算法相对CST的均方误差为11.565 d B,绝对误差为8.015 d B,相关系数为0.921,从而验证了该算法的准确性;解析算法仿真的平均耗时为0.183 s,仅占CST耗时的1/7530,从而验证了该算法的高效性.

基于纳米孔阵列增透膜的光伏器件特性分析及实验研究

利用严格耦合波理论分析了纳米孔阵列薄膜的光学特性,提出将纳米孔阵列薄膜作为光伏器件增透膜来提高器件的光吸收和转换效率.理论分析表明:纳米孔阵列薄膜比单层增透膜有更好的增透效果,能够更好地提高光伏器件的转换效率,在400 nm-600 nm波段尤为显著.纳米孔阵列薄膜的最优结构参数:周期为500 nm,填充率为0.2,厚度为110 nm.采用微纳加工技术,在φ200μm Si探测器的增透膜上制作了不同周期的纳米孔阵列,并搭建了相应的测试系统.实验结果表明:周期为500 nm时器件的性能提高最为明显,短路电流在400 nm—1100 nm波段提高约为6%,在400 nm—600 nm波段提高约为15%;开路电压提高约为2%.纳米孔阵列薄膜能够很好地提高光伏器件的转换效率.