FDTD方法对有孔屏蔽腔的电磁特性分析

介绍了研究有孔腔体电磁特性的一种算法：时域有限差分法（FDTD）,并用FDTD方法对带孔缝机箱的电磁屏蔽特性进行了仿真分析,从而验证该方法对有孔矩形腔屏蔽效能计算的有效性和可靠性。     

用FDTD方法研究电磁屏蔽设计问题

本文用时域有限差分（FDTD）方法研究电磁屏蔽设计问题,首先介绍了FDTD方法原理,讨论了FDTD方法应用于电磁屏蔽设计问题时需要解决的几个关键问题,然后推导了孔缝的FDTD算法公式,最后给出了一些计算实例．     

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。     

复杂环境下的弹药仓库电磁防护分析

基于FEKO软件构建了弹药仓库电磁屏蔽仿真模型,对弹药库墙体、钢筋网及电磁涂层等的电磁脉冲屏蔽效能的影响进行了研究,得出了一些有价值的规律与结论。仿真表明:在混凝土中添加碳粉、钢纤维等导电材料可显著提高电磁场高频屏蔽效能,但对低频电磁场影响不大;金属涂层与电导率低的复合涂层具有较高的屏蔽效能,随着外部电磁场频率和强度加大,喷有导电涂料的混凝土墙体,屏蔽效应明显增强。对于孔缝屏蔽效能总体是逐渐降低的,但在0.7~0.8 GHz处发生谐振,屏蔽效能最差;钢筋直径与钢筋网格尺寸及组网方式、孔缝形状和大小都对库房的屏蔽效能都有不同程度的影响,为弹药库房电磁防护提供了方法参考与有益尝试。     

电磁屏蔽混凝土性能的数值模拟

从理论上探讨混凝土对电磁波屏蔽效能的潜在规律，旨在为提高我军营房综合防护能力提供参考数据。研究结果显示：复介电常数、复磁导率虚部对混凝土屏蔽效能的改善在高频波段均明显好于实部；与复介电常数相比复磁导率在低频波段的防护效能则更为突出；而单一组分手性物质对混凝土电磁屏蔽效能的提高作用有限。     

材料电导率对混响室场性能影响的仿真研究

混响室作为一种经济有效的新型电磁兼容检测设备，近年来倍受人们的关注。在混响室的设计过程中，材料的选择是其中的关键环节之一。通过仿真计算，从电场强度大小和电场均匀性两个方面研究了四种不同电导率材料对混响室场性能的影响。数据结果表明，随着材料电导率的升高，混响室内电场强度的各分量最大值和电场强度平均值均明显提高，并且材料电导率的变化不改变室内电场的分布情况。从电场均匀性方面来看，四种不同电导率材料的混响室，其电场均匀性均满足标准IEC61000-4-21的要求。     

加脊喇叭天线的时域分析

采用了结合完全匹配层 (PML)吸收边界的时域有限差分方法 (FDTD)分析了加脊喇叭天线的时域特性。利用环路积分方法 (CP)处理曲线金属边界和脊间窄缝 ,计算了天线的阻抗以及口径场的幅相分布 ,结果表明 ,FDTD法分析天线时域特性是非常有效的     

FDTD 中微带线激励源分析

FDTD已广泛应用于微带问题的计算 ,本文在分析各种微带线馈电激励设置方式的基础上提出了一种新的激励设置方式 ,本方法不仅能计算Gaussian脉冲激励 ,也能计算正弦波激励。计算过程中 ,源平面无需切换成吸收边界。由于场区的划分使反射场自然从总场区分离出来。     

海水中点电极对产生的电场研究

根据参考文献得到的海水中点电极电场计算公式,对位于海水平面上单个点电极在海水中的电场电位、电场强度进行了仿真计算,总结了电场分布规律及其影响因素。提出利用两个异号单电极组成电极对来模拟电极式扫雷具电场,并仿真计算了电极对的电场。最后,通过电极对和电偶极子的相似性验证了电极对模型的有效性。     

Spark-05加速器真空界面设计

为了驱动中高阻抗的高功率微波源,建造了油介质Blumlein型加速器Spark-05,其真空绝缘子界面为设计的难点之一。为了减小体积和结构简单,确定了真空界面采用径向绝缘结构,利用静电场有限元程序计算了界面上的电场分布,通过调整均压环和屏蔽环的形状使电场分布更加均匀,真空界面上沿面场强和三结合点处场强均得到了有效的控制,在1MV实验中工作稳定。     

3mm波段混凝土屏蔽材料的研究

在混凝土中添加标准砂,钢纤维,铁晶矿砂,炭纤维毡,氧化锌晶须,铁氧体,乙炔碳黑,羰基铁粉等材料,制成了具有微波吸收性能的混凝土屏蔽材料,以期能探索一条大型建筑及军事掩体的电磁防护的新途径。在3mm波段范围内对混凝土屏蔽材料进行了初步的实验研究,研究了不同材料、不同掺量下电磁波的吸收衰减特性,并分析了它们之间的关系,为进一步的研究指明了方向。     

超声波法检测火灾高温后钢筋混凝土强度

我国每年有大量钢筋混凝土结构的建筑过火,科学准确的评估火灾高温后构件和结构的残存强度,据此制定科学合理的修复加固方案对于减少火灾损失具有重要意义。简略介绍了国内外火灾高温后钢筋混凝土结构受损评估的方法,并以某工程火灾后的强度检测为实例,提出了用超声波法检测火灾高温后钢筋混凝土残存强度的可行性和检测时应注意的问题,根据对多起建筑火灾高温后钢筋混凝土构件检测波形的对比,提出了不同受损程度的钢筋混凝土构件所表现的不同特征的波形。     

手性吸波混凝土电磁屏蔽性能实验研究

综述了手性吸波的研究现状。在实验中进行了手性吸波混凝土的制备,测试了实验样品的电磁屏蔽性能。结果表明,手性吸波模型是混凝土吸波的完整理论,对混凝土的高吸波性能、高屏蔽性能、宽频性能的研究提供了理论基础,为先进吸波混凝土的研制开辟了新途径。     

基于FDTD方法的电波在等离子体中传输特性

根据时域有限差分(Finite Difference Time Domain, FDTD)法的基本原理,分析了等离子体的物理场特性及数值计算,介绍了飞行器再入时等离子鞘的形成以及等离子体相对介电常数对波的衰减,通过三维FDTD和二维FDTD模拟了电磁波在等离子体中的传播情况,证明了FDTD方法是解决电磁波在复杂媒质中传播的一种有效方法,并探究了飞行器再入段黑障区通信的理论和方法。     

电磁屏蔽模型房接地性能实验研究

接地是建筑物实现宽频电磁屏蔽的重要技术措施,而导电的屏蔽功能层与接地系统电连接后也反过来影响接地的性能指标。采用导电混凝土为主料制作接地电极和电磁屏蔽模型房,测试单屏蔽模型房悬空、单电极-单屏蔽模型房接地以及单电极-双屏蔽模型房并联接地3种情况下的接地电阻变化规律。实验发现,屏蔽功能层本身可以等效为一个电阻,与接地系统并联后可以有效降低接地电阻;屏蔽功能层面积越大,电阻降低越多。实验结果可以为建筑物电磁屏蔽工程的接地设计与实践提供参考。     

一种近地面工作时域天线特性分析

由于无载频探地雷达是一种近地面时域毫微秒脉冲探测系统,受半无限大有耗媒质界面的限制,所以对近地面时域天线的辐射特性的分析与计算极为困难。研制了一种贴片电阻加载的振子天线,用FDTD方法对其进行的分析和实际应用结果表明天线具有良好的波形保真度、良好的辐射特性和屏蔽效果,可以广泛地应用于探地雷达和其它超宽带系统。     

天线宽频辐射功率的FDTD数值计算

为了实现混响室的仿真电场值与实测值的直接对比,需要计算发射天线的宽频辐射功率．基于坡印廷矢量的面积分,利用时域有限差分算法和快速傅里叶变换,得到了天线宽频辐射功率的快速计算方法．应用该方法对半波偶极子天线和短偶极子天线进行数值仿真,通过仿真值与理论值的比较,验证了该方法的正确性．该方法适用于任何能够用FDTD进行合理建模的电磁设备的辐射功率计算,且一次计算即可得到宽频辐射功率,不仅为混响室仿真结果的归一化打下基础,而且也是分析其他电磁设备宽频辐射特性的可行方法．     

某通信电台天线超宽带耦合效应研究

利用时域有限差分方法（FDTD）,结合端接负载模型,计算某指挥控制系统置于方舱上壁的鞭状天线的超宽带（UWB）耦合效应。计算结果表明：该天线在超宽带环境中耦合的最大电流在35 A左右;当入射波的电场方向与天线方向一致时,天线上可以感应更大的电流;由于方舱上壁反射电磁场的作用,当仰角在120°左右时,天线上的感应电流峰值最大;超宽带脉冲平行于车长方向入射该系统能比垂直入射该系统,感应出更大的电流。