船舶轴频电场等效源强度计算方法

为了利用水平时谐电偶极子对实际船舶的轴频电场进行建模,需要确定等效偶极子的源强度和位置。针对安装有外加电流阴极保护系统的船舶,通过分析轴频电场产生的物理机理,明确了等效源是两个方向相反的水平时谐电偶极子叠加的结果。在此基础上,提出一种轴频电场等效源强度计算的实用方法,即可通过反演测量静电场得到的静态偶极子源强度、轴频电场信号包络最大值与静电场信号幅值的比例系数综合确定,且等效源位置与静电场偶极子的位置相同。船模试验证实了所提方法的有效性。     

使用双矢量传感器定位深海中水平直流电偶极子源

船舶在海水中产生的电场是一种重要的目标特性,一般可用水平直流电偶极子的场进行模拟.基于空气-海水两层模型的假设条件,提出了一种海水中水平直流电偶极子源定位方法.该方法利用水平直流电偶极子的水下电场分布特征,通过在垂直海面方向布置两个三轴电场传感器测得相应位置的电场强度,就能反演估计出偶极子在水平面内相对于测量点的位置....     

海底为各向异性媒质时垂直时谐电偶极子产生的电场求解

通过求解磁矢量势来求解分层媒质中时谐电偶板子产生的电磁场是一种十分方便和有效的方法,但是这种方法本质上只对各向同性媒质有用.基于傅立叶变换方法推导了海水/海底两层模型下海底为各向同性媒质时海水中垂直时谐电偶板子的电场公式,并利用所得到的电场公式对海底为各向同性媒质时垂直时谐电偶板子的磁矢量势公式进行了修正,使得修正后的...     

空气-海水两层模型中雷电在海水中产生的电磁场计算

将任意分布的电流源产生的电磁场看作是电偶极子产生的电磁场的叠加,利用镜像法推导了上半空间中的垂直直流电偶极子在两层媒质中产生电磁场的解析解.基于BG 模型,将雷电回击通道等效为无穷多个电偶极子的组合,通过对回击通道积分,计算了在空气-海水两层模型中雷电在海水中产生的电磁场.模拟结果证明,雷电产生的电磁场是水下电磁场传感器设计必须考虑的因素之一.     

浅海中潜艇腐蚀相关静态电磁信号特征

来源于腐蚀及防腐电流的静态电、磁信号是潜艇水下新的重要目标特性。为掌握其水下分布特征,采用三层平行分层导电媒质中的水平直流电偶极子对其进行建模。结合水平直流电偶极子全空间中的电场、磁场表达式的推导,通过数值仿真计算,对比分析海水中腐蚀相关静态电场及静态磁场的分布特征及远场衰减规律。分析表明:浅海中潜艇腐蚀相关静态电场近场量值大,分布特征明显,适合做水中兵器引信的信号源;磁场远场按距离的平方反比衰减,可用于潜艇的远程探测和定位。     

浅海中电导率对同一水平面轴频电场的影响

为了研究电导率对浅海中轴频电场的影响,首先在基于水平时谐电流元的基础上推导出三层介质中电场表达式;然后,通过研究在某一海水深度不同海水电导率下的轴频电场幅值变化,得出了轴频电场随电导率变化而产生的变化曲线图趋势,即海水电导率的增加会使电场幅值减小,且当电导率较小时,电场值变化趋势较大;最后,通过实验测量不同电导率下的轴频电场,验证了结论的正确性。     

水平n层导电半空间中运动时谐垂直电偶极子的电磁场

对于n层线性、均匀、各向同性水平成层导电媒质半空间,根据时谐电磁场的麦克斯韦方程和电磁场相对性原理,利用多层介质边界条件,给出了匀速运动垂直时谐电偶极子的矢量磁位表达式以及有源层中偶极子产生的电磁场表达通式。利用所得到的表达通式,分别求解两层(空气-海水)模型和三层(空气-海水-海床)模型的电磁场,并与有关文献进行了比较分析,验证了所得表达式的正确性。     

基于EKF的轴频电场幅值与相位的融合定位方法

为提高利用舰船轴频电场进行舰船定位与轨迹探测的精度,设计了一款融合轴频电场幅值信息和相位信息的扩展卡尔曼滤波器.在空间直角坐标系下,结合浅海中水平时谐电偶极子电场解析式和遗传算法建立了位置计算模型,确定了场源到场点的距离.针对舰船定位时受到各种因素的影响导致定位效果难以达到理想精度的现状,提出了融合轴频电场幅值信息和相...     

海水中谐变电磁场的计算

研究海水中的谐变电磁场,对于遥控沉底水雷与海洋电法勘探都有重要意义。本文从电磁场的理论基础——麦克斯韦方程组出发,考虑了电磁场基本矢量在海水表面与海底的边界条件,推导出海水中偶极子谐变电磁场的计算公式。     

浅海中时谐水平电偶极子在空气中的极低频磁场

为深入分析空气中的极低频磁场,用时谐水平电偶极子等效船舶被主轴调制的水下腐蚀相关电流。根据Maxwell方程组和电磁场边界条件建立浅海条件下电偶极子在空气中的矢量磁位模型,进一步推导了磁场表达式,并利用快速汉克尔变换计算磁场的传播规律。测量了水池碳棒电极和海上钛基电极的磁场,验证了磁场的实用性和模型的有效性。     

粗振子天线的性能研究

利用矩量法的粗振子模型分析了粗振子天线,并分别对长度为500 mm,半径各为1 mm、5 mm、10 mm、50 mm的对称振子进行计算,通过计算结果的比较得出了振子的粗细对天线性能的影响.实用中可以根据对天线性能的要求,选择合适粗细的对称振子天线.     

电偶极子源在时域有限差分网格中设置的一种新方法

提出了电偶极子源在时域有限差分(FDTD)网格中设置的一种新方法,它是以电偶极子源周围若干个FDTD网格组成的立方体来对其进行替代,并对立方体表面上的网格节点施加切向解析电场来模拟电偶极子源。文中把由此方法计算的电偶极子辐射场数值结果分别与电流密度添加形式的设置方法和解析法所得结果进行了对比,空间中各点的电磁场值都一致,验证了此设置方法的正确性。     

磁偶极子天线方向性的边界元解法

应用边界元法对磁偶极子天线的辐射方向性进行解算,比较数值结果进一步获得传播距离与天线尺度的关系对方向性的影响,有助于进行磁偶极子天线及其电磁探测系统近程工作性能的分析与优化设计.     

磁梯度张量的旋转计算方法

为了获得磁梯度张量数据,提出旋转计算磁梯度张量的方法。使倾斜放置的磁梯度计绕竖直轴线转动,利用测得的空间磁梯度数据计算得到磁梯度张量。以磁梯度张量的理论值作为参考,选取一组较优的转动角、倾角和基线长度等模型参数,分析磁力仪三轴指向误差对磁梯度张量计算结果的影响。数值仿真结果表明:该旋转合成方法能够有效获取磁张量信息,合成计算值与理论值之间的差别较小。     

地网对垂直偶极子天线辐射特性的影响

研究地网对垂直偶极子天线辐射特性的影响。建立了该天线的仿真模型,采用基于矩量法的仿真软件计算了铺设地网后垂直偶极子天线增益、输入阻抗、最大辐射仰角、3 dB波瓣宽度等辐射特性。结果表明,地网中心偏离天线振子正下方0.75λ时能显著提高天线的增益,改变地网大小和铺设密度也能在一定程度上提高天线的增益。     

半无限大海水空间中水平电流元产生的电磁场计算

提出一种根据经典的Summerfield赫兹矢量来计算空气和海水中水平直流电流元在半无限大海水空间中所产生的电磁场的简单方法,并用J．R．Wait, P．R．Bannister和R．L．Dube的方法验证了用该方法推导出的电磁场表达式是正确的。     

潜艇磁偶极子近似距离条件分析

在潜艇磁化电流采用圆电流近似的条件下,对于远场该圆电流可以等效为磁偶极子.通过比较等磁矩圆电流和磁偶极子的磁场,定量给出了潜艇磁偶极子近似的距离条件.计算分析表明,满足磁偶极子近似的最近距离与极角有关,且不同磁场分量的极角分布规律不同.反潜飞机进行小视场磁异常探潜时,潜艇纵向磁场占主导,磁偶极子近似的最近距离约为圆电流半经的40～50倍,在200～250 m之间.     

印刷对数周期天线的FDTD分析与实验

采用非均匀网格时域有限差分(NU FDTD)方法,对单层印刷对数周期阵子天线(PLPDA)进行了电磁仿真,分析了单面和双面介质盖板对PLPDA性能的影响,得到了PLPDA的驻波和方向图特性,并进行了实验验证,分析结果与实验结果吻合得较好。     

舰船腐蚀电场建模及补偿最优解验证

基于等效偶极子法,从补偿偶极子长度、角度、大小三方面给出了任意角度的补偿偶极子场解析式,再利用电荷矢量叠加原理,建立了"腐蚀偶极子+补偿偶极子"电场模型。仿真以单轴桨船为例,先验证"腐蚀偶极子+补偿偶极子"电场模型的正确性,再进行补偿偶极子对舰船电场的影响验证,从而得出补偿最优解。模拟实验结果表明,补偿阳极在工程允许条件下距离补偿系统接船端最远处,且补偿系统平行于水平面和船体时补偿效果最优;在补偿最优条件下,理论上是可以抵消原舰船腐蚀电场的。     

磁偶极子信号检测和参数估计

在分析了经典磁偶极子模型的基础上 ,指出该模型是两个函数的组合 ,目标参数包含在这两个函数的参数里 .提出了二次函数组合法 ,能够在绝大多数情况下将这两个函数分离 ,逐步求出目标参数 .最后对实例进行了仿真计算 ,给出了较满意的结果