国防科技大学学报2012年总目次

第一期光学工程皮秒脉冲泵浦的高功率超连续谱光源……………………………………………………陈胜平,谌鸿伟,王建华,等(1)一种非稳腔调腔干涉条纹的建模与仿真………………………………………………………………刘文广,邱伟成(4)非均匀光强对曲率型自适应光学系统的影响……………………………………………黄盛炀,习锋杰,宁禹,等(9)R-C系统中由表面散射引起的视场内杂散光分布…………………………………………孙可,江厚满,程湘爱(1 3)MgSO4弛豫吸收对水下强声波脉冲传播的影响分析……………………………………张军,曾新吾,王一博,等(1 9)两路相互注入锁定Nd:YAG激光器……………………………………     

基于高阶交错网格有限差分法的海洋声场计算

为更好地认识和解释海洋声场的传播规律,基于数值计算的方法对声场的传播过程进行了模拟,给出了二维理想流体介质中的一阶声波方程,推导出相应的高阶交错网格有限差分格式,以及海水自由界面和完全匹配层吸收边界条件(PML)公式,并采用通量校正传输方法(FCT)压制数值色散。通过对海洋声场计算,验证了所采用的自由界面条件、吸收边界条件、FCT,以及声场模拟的正确性。     

海水中时谐磁场的传播特性

依据Maxwell方程组和海水中电磁场边界条件,推导出均匀海水中水平环形线圈的时谐磁场表达式;采用折线逼近法和分步积分法,对海水中时谐磁场的传播特性进行了数值计算。在此基础上,采用环形线圈磁场产生器进行了时谐磁场试验研究。理论计算和试验结果均表明:随着距离的增大,海水中磁场各分量幅值减小,但衰减速率变慢;一定强度的主动源磁场在敏感距离内可以被仪器探测到。     

蒸发波导对毫米波传播的影响分析

在毫米波电子对抗领域,通常认为毫米波频段电磁波传播近乎于直线传播,因此研究重点多集中于视距范围内对抗方法研究.但在海洋大气环境中,由于蒸发波导的存在,满足一定条件的毫米波频段电磁波传播会出现超视距现象.为此,在对蒸发波导及毫米波传播特点研究基础上,重点分析了蒸发波导中毫米波频段电磁波的最低陷获频率、最大发射仰角以及形成波导传播后蒸发波导内毫米波射线追踪问题.对毫米波超视距电子对抗研究具有重要意义.     

二相编码雷达前沿复制干扰的能量效率分析

针对提高干扰的能量利用效率提供一些理论和技术问题,介绍了前沿复制干扰的产生背景。对二相编码雷达、灵巧噪声干扰和前沿复制干扰的基本成分通过匹配滤波器后的输出信号脉冲峰值进行了分析。以在匹配滤波器输出端产生相同数量和相同幅度大小的脉冲为能量利用效率比较基准,给出了这两种干扰方式各自所需的干扰信号能量的计算公式,并进行了典型条件下,这两种干扰方式所需干扰信号能量的数值计算;在一般情况下,对这两种干扰方式的能量利用效率进行了比较。指出若前沿波形宽度为雷达发射信号宽度的1/n,则前沿复制干扰所需能量为灵巧噪声干扰所需能量的n倍,前沿复制干扰的能量利用效率仅为灵巧噪声干扰的能量利用效率的1/n。     

基于NFxPEM算法的调制气流声源的非线性补偿研究

针对调制气流声源存在较强的谐波畸变,将声源系统等效为Hammerstein非线性模型,利用该模型下的预失真技术对声源进行非线性补偿研究。根据辨识的Hammerstein模型中静态非线性部分带有直流分量的特点,给出了考虑直流分量补偿的预失真算法,并用数值仿真验证了算法的准确性和直流分量补偿的必要性。在非线性补偿实验中,根据单频信号辨识得到Hammerstein模型参数,采用NFxPEM算法求得对应的预失真Wiener模型参数和预失真波形。实验结果表明,与直接发射相比,补偿发射后声波的功率谱中谐波能量有所下降,而基频能量有小幅度的上升,说明了研究思路的正确性。     

基于NFxPEM算法的调制气流声源的非线性补偿

针对调制气流声源存在较强的谐波畸变,将声源系统等效为Hammerstein非线性模型,利用该模型下的预失真技术对声源进行非线性补偿研究。根据辨识的Hammerstein模型中静态非线性部分带有直流分量的特点,给出了考虑直流分量补偿的预失真算法,并用数值仿真验证了算法的准确性和直流分量补偿的必要性。在非线性补偿实验中,根据单频信号辨识得到Hammerstein模型参数,采用NFxPEM算法求得对应的预失真Wiener模型参数和预失真波形。实验结果表明, 与直接发射相比,补偿发射后声波的功率谱中谐波能量有所下降,而基频能量有小幅度的上升,说明了研究思路的正确性。     

一种低信噪比下的LFM脉冲信号起始频率校正方法

采用分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform,FRFT)实现LFM脉冲信号检测与参数估计时,针对处理数据与LFM脉冲信号起始点不一致时,LFM脉冲信号起始频率存在一定偏差问题.依据分数阶傅里叶变换中信号能量峰固有特性,提出一种适用于低信噪比条件下的LFM脉冲信号起始频率校正方法.该方法首先通过FRFT变换和chirp相乘对数据进行变换处理,消除LFM脉冲信号中调频斜率;然后对变换后结果进行滑动、累积处理,得到一组能量峰数据;最后通过搜索该组能量峰拐点实现对LFM脉冲信号起始点检测,并利用检测起始点对LFM脉冲信号起始频率实现校正.数值仿真结果表明,该方法在事先无法获取处理数据中LFM脉冲信号起始点情况时,可有效校正分数阶傅里叶变换对LFM脉冲信号起始频率估计存在的偏差.     

对空气静电放电的频域研究

利用辐射电磁场的推迟势方程对空气静电放电的电磁场频谱进行了理论推导,对放电电流峰值和金属小环上的耦合电压峰-峰值进行了测量,使用数字存储示波器记录了放电电流和耦合电压的波形。利用测量结果对静电放电的电磁场频谱进行了理论计算,比较了不同放电电压下耦合电压的幅度谱和功率谱,结果表明:空气静电放电的能量主要集中在直流到2.0 GHz的频段内。     

纳秒级电磁脉冲模拟器的研制

介绍了纳秒级电磁脉冲模拟器的组成和主要指标,分析了脉冲高压电源的各项参数对脉冲模拟器输出波形上升前沿的影响,给出了实测数值和波形。测量结果表明此电磁脉冲模拟器可以输出前沿大约为2 58ns、衰落时间约55ns的双指数脉冲波。     

润滑油介电谱数据库识别

介电谱技术是一种鉴别油品种类的新技术，润滑油是一类典型的介电材料，在不同激励频率、激励电压和激励波形下，润滑油中的不同化合物组分会产生不同的弛豫运动，表现出不同的介电谱特征信息。利用石油产品介电谱分析仪采集了49个润滑油的介电谱数据，利用数据库识别方法对这49个油品进行种类识别，正确率达到93．88％。表明介电谱信息与润滑油的整体特性密切相关，可以通过介电谱技术对不同种类的润滑油进行识别。     

电晕放电若干特性的实验研究

为研究空中带高压物体的电晕放电辐射信号特征,采用组建的静电放电测试系统对电晕电流及其辐射信号进行了实验研究。实验表明：电晕放电脉冲波形具有明显的极性效应。负极性下先发生电晕放电,且电流波形的上升时间小于正电晕电流;电晕放电信号波形前沿陡峭,上升时间从几个ns到二十几个ns;电晕放电辐射信号的频谱成钟型连续谱,其频率范围主要集中在20～100MHz之间;极性不同,电晕放电辐射信号波形不同,并且正电晕信号幅值高于负电晕信号幅值。     

油料洞库油气爆炸抑制数值模拟

根据受限空间油气爆炸及抑爆过程的发展规律和机理以及爆炸燃烧和抑爆的特点,建立了基于分步反应控制机理的爆炸燃烧及抑爆模型,解决了爆炸及抑爆发展过程中火焰和压力波相互耦合机制,克服了化学反应与多相流动耦合时计算和存储方面的困难,缓解了控制方程求解时的"刚性",数值仿真结果与实验吻合较好。研究显示,火焰在传播过程中,由于受到湍流和气体流动影响,形状不断发生变化,不是一直加速传播的,而是呈一定波动范围加速传播的;在狭长受限空间内,油气混合物的爆炸压力和火焰速度会大幅升高,不加以抑制将导致严重的破坏后果;在抑爆区由于抑爆剂强烈的物理、化学抑制作用以及两相间进行的能量和动量交换,充满抑爆区的抑爆剂云(雾)能很好地阻断爆炸燃烧火焰的持续传播,从而使爆炸压力失去油气持续燃烧所提供能量的补充而迅速衰减,爆炸传播迅速得到抑制。     

高压大容量脉冲电容器保压过程中电压跌落的定量分析

针对金属化膜脉冲电容器在实际使用中由于充电结束以后较长的保压时间而产生电压跌落和能量损失，并最终导致脉冲功率电源系统的实际有效储能和储能密度下降这一实际问题，基于一种高压大容量脉冲电容器电压跌落的实验数据，分别从电导特性、自愈特性、极化特性及其与能量损失的相关性出发，推导了介质薄膜电导率与电压跌落的定量关系并进行了电导率测量实验，推导了自愈能量与电压跌落的定量关系并进行了寿命实验，阐述了松弛极化与电压跌落的定量关系并进行了仿真。结果表明，介质泄漏、自愈以及松弛极化在电压跌落中所占比例分别为29.64%、11.75%及58.35%，导致所研究电容器电压跌落的主要因素是松弛极化。     

高速核在高温热平衡等离子体中的非平衡弛豫过程对热核反应率参数的影响

高速核入射到高温热平衡等离子体背景中,由于入射核动能远大于背景等离体中带电粒子之平均动能,入射核在与背景等离子体达到热平衡之前,会存在一段逐渐损失能量的非平衡弛豫过程。本文以高速氘核入射到高温氘化锂等离子体为例,在计及氘核的这种非平衡弛豫过程时,给出了一种计算热核反应D(t,n)~4He之反应率参数的方法。氘核在弛豫过程中的能量损失考虑了氘核与各种带电粒子的库仑散射过程,其能量损失率采用快速带电粒子的慢化理论来计算;氘与背景等离子体中的原子核发生的核反应过程,考虑了非平衡状态下束靶机制的D(t,n)~4He反应和热平衡状态下的D(t.n)~4He反应。在暂未考虑核散射的情况下,计算结果表明,当等离子体温度在7.5KeV～20KeV范围内变化时,氘核的非平衡弛豫过程对热平衡状态下D(t,n)~4He反应率参数的修正因子大致在1.0062～1.0943范围内变动,且温度越高,修正因子越小。计算还表明,当温度一定时,修正因子随等离子体中粒子的数密度变化不明显。     

新型爆磁压缩脉冲功率调制电路

爆磁压缩发生器一般具有较低阻抗,在驱动较高阻抗负载时需要脉冲功率调制电路。传统的脉冲功率调制电路需要脉冲变压器,体积庞大,若其后再采用传输线作中间电容储能,尽管输出波形有改善,但体积更大。提出一种无需脉冲变压器,把传输线当作电感储能元件的功率调制电路。该方案具有电路结构简单、体积紧凑、绝缘压力小等优点。文中同时给出了电路的仿真结果。该功率调制方案将使爆磁压缩的应用更加广泛。     

基于背衬影响的水下声隐身夹芯复合材料结构设计

在考虑背衬影响的前提下,建立了3种典型水下声隐身夹芯复合材料的结构模型;从水声波动方程出发,推导了3种模型的传递矩阵、声反射系数和吸声系数,并通过试验验证了传递矩阵法的有效性;考虑吸声层厚度、密度、损耗因子、水层厚度等对声隐身性能的影响,应用数值方法对水下夹芯复合材料声隐身结构形式进行了设计,分析了各层材料参数对隐身结构反射系数和吸声系数的影响规律;在吸声层中附加了一层复合材料,有效地抑制了隐身结构的谐振峰,并研究了附加层的匹配位置,使隐身结构在不改变吸声层厚度的情况下获得了更好的声学性能.     

集成电路方波脉冲注入损伤效应实验研究

为了得到各损伤参数随脉宽的变化规律,寻找建立评价复杂EMP波形对集成电路损伤模型的依据,对2种典型的集成电路器件进行了方波脉冲注入损伤实验。结果表明:RAM6264损伤电压、电流及功率均随脉宽增大而减小,损伤能量处于某一小范围之内,可能属于能量损伤型器件;BG305损伤电压、功率随脉宽增大而减小,损伤能量随脉宽增大而增大,损伤电流处于某一个小范围之内,可能属于电流损伤型器件。     

金属射流欧姆加热效应的影响因素分析

为探究影响金属射流欧姆加热效应的因素,在被动电磁装甲系统等效电路模型的基础上,根据虚拟源点理论建立金属射流的作用时间模型,进一步明确金属射流在侵彻被动电磁装甲过程中每部分射流微元的作用时间;结合金属射流的比作用量模型,利用Matlab软件对金属射流的电流和比作用量波形随被动电磁装甲系统的电感、电容、电阻和充电电压的变化规律进行数值分析．仿真结果表明：随着系统电感的减小、电阻的减小、电容的增大和充电电压的增大,金属射流比作用量的峰值增大,有利于射流发生电爆炸．     

杂散参数对串联型磁脉冲压缩器输出特性影响*

使用电路模拟软件(P-Spice)分析了脉冲电容器自身电感、磁开关绕组匝间电容以及磁芯处于不同工作状态时,磁开关绕组自身阻抗等杂散参数对串联型磁脉冲压缩器输出特性的影响。结果表明,匝间电容和磁芯处于未饱和状态下的绕组自身电阻对系统的输出特性影响相对较小;磁芯处于饱和状态时,绕组自身阻抗对系统的电压传输效率影响较大;脉冲电容器的自身电感不仅会降低系统的电压传递效率,同时会影响到输出脉冲上升沿的宽度。基于以上的结论,对单级串联型磁脉冲压缩器进行了优化设计并研制了一台输出峰值电压26kV,脉冲上升时间由4.1us压缩到1.2us的串联型磁脉冲压缩器,电压传输效率大于92.5%。