线板结构辐射发射分析与研究

电磁兼容实验和实际电子设备中存在较多的线板结构,而电子设备的低频(30~200 MHz)电磁辐射发射主要通过这种结构辐射出去。因此,通过美军标MIL-STD-461F实验对这种线板结构进行了研究,采用全波电磁仿真和实际测试相结合的方法分析线板结构参数对电磁辐射结果的影响。首先仿真了双锥天线及其天线系数并与校准的结果进行了对比;然后仿真了天线处于不同极化方式时,线缆距离金属板的高度和线缆长度等参数对辐射发射的影响,并与实验结果进行了对比。研究有助于电磁兼容工程师更好的理解电子设备电磁辐射水平,进而更好地进行电磁兼容设计。     

混响室漫射场条件下树型线缆网络耦合规律仿真分析

为研究复杂电磁环境对多导体传输线干扰情况,分析场线耦合规律,进一步提出有效电磁防护方法。以典型线缆网络为分析对象,研究其在全向辐射的电磁环境下的响应信号。利用线缆网络BLT方程,结合蒙特卡洛统计理论构造全向辐射的电磁环境仿真模型,得到线缆网络各个节点在该漫射场环境下的时域、频域响应。其结果表明,蒙特卡洛方法建立的全向辐照模型与混响室内电磁环境具有很高的一致性;全向辐照情况下,由于各管道串扰,线缆网络频域响应频点与线缆管道长度无对应关系;双指数脉冲时域响应信号成震荡衰减曲线,衰减时间与入射波一致。     

电磁谐振无线能量传输系统参数研究

谐振线圈参数直接影响电磁谐振无线能量传输系统的效率,研究线圈参数与传输效率之间的关系,对无线传能系统的研究和设计有着非常重要的意义.推导了电磁谐振无线传能系统的数学模型,并利用Matlab对系统的频率、线圈半径、线圈匝数、线圈长度、线圈间距离等参数进行了仿真研究.研究结果指出了系统各参数变化时对系统效率影响,频率、线圈半径和线圈匝数等参数增大有利于提高传输效率,但增大到一定程度后对效率的影响不再明显;线圈长度和线圈间距离增加会降低系统效率,但可以通过提高系统频率来进行补偿.     

架空多导体传输线缆的电磁脉冲响应计算

地面电子设备之间的多根互连平行线缆受高空核爆电磁脉冲(HEM P)作用,会产生瞬态电磁效应。为研究这个问题,该文建立了考虑有耗地面影响等因素的多导体传输线模型,给出了一种类似“状态转移矩阵”表达的方程解的形式,并以相模变换的方法推导了解的具体表达式。该模型可以同时考虑空间电磁脉冲场在线缆上感应的瞬态电压和电流。仿真计算结果表明,对于平行放置的多根线缆而言,接地平行线缆对临近平行线缆有一定程度的屏蔽作用,可供防护设计时参考。     

车辆电控设备不规则腔体的屏蔽效能分析

为有效抑制电磁损伤, 采用TLM（Transmission Line Matrix）算法研究了高空核电磁脉冲作用下线缆孔洞对电子设备屏蔽效能的影响。根据回波强度与反射面形状有关的现象, 提出采用不规则屏蔽腔体对抗电磁毁伤的方法, 通过增强回波减少进入屏蔽腔体内部的电磁波, 并在非屏蔽的车辆中进行验证。仿真结果表明, 不规则腔体的电场屏蔽效能高于圆柱形和矩形屏蔽腔体, 且谐振较小, 验证了该屏蔽腔设计的合理性和有效性, 从而为车辆内部电控系统的防护提供了理论参考。     

车道偏离预警系统中偏离时间的估算方法

车道偏离时间(TLC)是指车辆从当前位置行驶至车道边界线的剩余时间,是车道偏离预警系统触发警告的判断依据,因此其计算精度至关重要.文中结合车辆运动学理论和三角函数知识研究车辆行驶在直线和曲线路段的轨迹形状,建立车辆轨迹为直线和曲线情况下的TLC估算模型,最后分别就横向距离、相对偏航角和曲线道路半径对TLC的影响进行了仿真分析.结果表明:在直线路段,TLC与相对偏航角成反比,与横向距离成正比;在曲线路段,TLC与相对偏航角和道路曲线半径成反比,与横向距离成正比,而当车辆从相反方向偏离时,对应关系则相反.文中研究能有效降低以TLC为决策标准的车道偏离预警系统的误警率.     

混响室漫射场条件下树型线缆网络耦合规律

以典型线缆网络为分析对象,研究其在全向辐射的电磁环境下的响应信号。利用线缆网络BLT方程,结合蒙特卡洛统计方法构造全向辐射的电磁环境仿真模型,得到线缆网络各个节点在该漫射场环境下的时域、频域响应。其结果表明：蒙特卡洛方法建立的全向辐照模型与混响室内电磁环境具有很高的一致性;全向辐照情况下,由于各管道串扰,线缆网络频域响应频点与线缆管道长度无对应关系;线缆分流点的时域响应信号成震荡衰减曲线,接匹配阻抗节点的时域响应信号与入射波形相似。     

真空中两无限长平行柱形导体的电容

本文以均匀带电的无限长直线的电势为基础,计算出了两无限长平行柱形导体单位长度的电容.结果发现:该电容与柱形导体的半径、两导体轴线间的距离有关.     

混响室条件下仿真研究树形传输线网络的耦合规律

为研究复杂腔室电磁环境下场线耦合规律,提出了高效电磁防护的新方法.以典型树形传输线网络为研究对象,分析其在混响室电磁环境下的响应信号.结合蒙特卡洛统计理论,改进外场激励下多导体BLT方程构造全向辐射电磁环境下的传输线网络仿真模型,求解网络各终端时域、频域电流响应.研究单端口负载、单管道长度改变对各终端电流响应的影响.分析不同材料、不同离地高度情况下终端感应信号规律.结果表明:混响室电磁环境条件下,传输线网络单个管道长度的改变使各终端频域谐振点发生变化,但单个终端负载变化不会对除该点以外的其他终端响应产生显著影响;传输线网络的双指数脉冲时域感应电流信号呈震荡衰减曲线,并随传输线材料电导率的增大和离地高度的减小而减小.     

道路因素对车辆侧翻的影响分析

为了系统研究道路因素对车辆侧翻的影响,运用Matlab软件中的仿真模块Simulink建立了三自由度车辆动力学闭环仿真模型,提出了2个度量侧翻风险的指标——临界侧向加速度和横向荷载转移比.通过正交试验设计,研究了不同道路因素以及因素间交互作用对车辆侧翻的影响程度.结果表明,影响车辆侧翻的道路因素按其影响的强弱程度排序依次为:平曲线半径、平曲线半径与超高的交互作用、超高、缓和曲线设置、路面摩擦系数、平曲线半径与路面摩擦系数的交互作用、纵坡、平曲线半径与纵坡的交互作用,其中平曲线半径、超高、缓和曲线设置以及平曲线半径与超高交互作用对车辆侧翻具有显著性影响.     

基于BLT方程的外场照射下线缆终端耦合响应分析

为求解外场照射下线缆终端耦合响应和分析终端耦合响应的影响因素,基于BLT矩阵方程建立了三导体传输线的场线耦合模型,并通过GTEM小室内的场线耦合试验验证了所建模型的有效性.利用所建立耦合模型进行场照射下线缆终端耦合影响因素分析,结果表明:线缆在电短状态时,终端耦合电压随着线缆长度的增加而增大;线缆在电长状态时,线缆长度变化并不影响线缆终端耦合电压;线缆间距增大时,线缆终端耦合电压明显增加;外场入射角度增加时,线缆终端耦合电压单调减小;线缆终端耦合电压随外场极化角度的增加而单调增加;终端负载阻抗大小对高频耦合影响较大,对低频耦合影响较小.     

雪层覆盖的粗糙地面与导体目标复合电磁散射FDTD研究

运用时域有限差分方法（FDTD）研究了指数型分布的雪层覆盖的粗糙地面与上方矩形截面导体柱的复合电磁散射,计算了复合电磁散射的双站散射系数,得到了复合散射系数随散射角变化的曲线,讨论了粗糙面高度起伏均方根、相关长度、雪层厚度、土壤湿度以及目标高度、尺寸等参数对复合散射系数的影响,得到了指数型分布分层地面与矩形截面柱复合电磁散射的特性。     

轨道客运车辆山区小半径曲线通过性能分析

为了解决山区小半径曲线下车辆运行安全性低、平稳性差等问题,基于车辆轨道耦合动力学建立某型轨道客运车辆动力学模型;给出线路参数方程及车辆动力学方程,并对其进行仿真计算,分析曲线半径、缓和曲线长度、欠超高等山区工况曲线几何参数对轨道客运车辆通过性能的影响.研究结果表明:在一定范围内,轮轨横向力、轮轴横向力、脱轨系数、轮重减载率等曲线通过性能指标均随着圆曲线半径、缓和曲线长度、欠超高的增大而有明显的降幅,车辆曲线通过性能增强,安全性和平稳性提高.     

飞机三导体传输线串扰的分析

为解决飞机上导线间的电磁干扰问题,本文采用集总参数电路和分布参数两种模型对三导体传输线的串扰电压进行分析.并借助于MATLAB软件进行了频域的仿真,分析耦合长度、导线间距、对地距离等参数对串扰的影响.     

快速路入口区域车辆跟驰行为研究

快速路入口区域车辆跟驰行为及安全间距会受到汇入车辆影响。为了探索快速路入口区域车辆的跟驰行为,利用无人机在200m高空对快速路入口区域进行高空悬停定点拍摄,并利用Tracker软件提取了车辆速度、车辆横纵坐标、加速度等参数。采用跟驰距离、相对跟驰速度绝对值及跟驰片段长度指标对快速路入口区域车辆的跟驰行为进行判断,确定了快速路入口区域跟驰行为判定准则。在此基础上,对交通流变化、车道分布、入口形式对跟驰行为的影响进行对比分析。研究发现：快速路入口区域车辆跟驰距离均值为26m,车辆跟驰距离集中分布在15~28m;相对跟驰速度绝对值均值为0.75m/s,且90%车辆相对速度绝对值小于1m/s;车辆跟驰距离和后车跟驰速度随交通流增加逐渐减小;快速路最内侧车道车辆跟驰距离和跟驰速度大于中间车道;直接式入口的主线车辆跟驰距离和跟驰速度大于平行式入口。本文研究成果可为快速路入口区域跟驰行为参数标定及管控提供参考依据。     

基于计算流体力学的循环圆设计参数对液力变矩器的性能影响预测

为了提高改型设计效率,建立了液力变矩器参数化流道模型并进行三维流场仿真计算,与试验数据对比结果验证了参数化模型的可靠性。在此基础上,分别研究了相对截面积、扁平率、循环圆径向比和进出口半径等循环圆设计参数对液力变矩器性能的影响,并对比分析了各设计参数对液力性能的影响程度。结果表明,相对截面积对失速泵轮能容系数影响最大,但对失速变矩比和最大效率影响最小;扁平率、泵轮出口半径和导轮进出口半径对失速变矩比均有较大影响;而泵轮出口半径对最大效率影响最大。研究结果为液力变矩器的优化设计提供了理论参考。     

混响室漫射场下典型线缆网络响应规律分析

为研究复杂电磁环境对多导体传输线干扰特性,进一步分析场线耦合规律,通过对多列入射波在空间角上离散模拟腔室内复杂电磁环境.利用Agrawal场线耦合理论分析树形、环形等线缆网络各节点处的响应信号,并搭建实验系统进行实验验证.结果表明:利用多列波叠加的方法能较好地模拟混响室的电磁环境,可用于混响室场线耦合方面的研究.混响室条件下,线缆网络节点频域感应信号幅值随频率升高而降低,且在某些频点出现电流峰值.干扰信号为双指数脉冲时,线缆网络节点的时域响应信号呈现震荡衰减规律,衰减时间与网络结构有关.     

混响室条件下场对同轴线缆耦合规律的仿真研究

为研究混响室中场对同轴线缆的耦合规律,使用仿真软件FEKO对其进行建模,对混响室中同轴线缆终端的感应电流进行仿真计算,并提出使用多列波叠加的方法与建立模型仿真得到的结果进行比较。通过不同线缆长度、仿真频率的变化,得到混响室中同轴线缆终端感应电流在其电磁波半波长整数倍频点会形成谐振;同时线缆终端负载的大小不会影响传输线感应电流的响应频点,但感应电流大小会随之改变,而在使用多列波叠加方法替代混响室模型进行仿真时,仿真结果会存在一定误差。     

核电水池水下焊接ROV线缆稳态力学特性

设计搭载有焊接装置的有缆水下机器人(ROV);建立部分处于空气中、部分处于水下的线缆稳态力学模型;将常微分方程组形式的模型求解问题转化为初始值求解问题,并以ROV和线缆之间连接点的状态值为初始值,通过四阶龙格-库塔算法求解得到ROV运动速度、水深、线缆入水角和线缆长度等因素与线缆的张力、法向剪切力和副法向力矩等稳态力学特性之间的变化规律。研究结果表明:本文所提出的方法可用于评估多种因素对ROV稳态运动的影响,并能够为改进ROV的设计和控制策略提供参考。     

一种高性能电磁超声传感器线圈背板及其优化设计

为提高电磁超声传感器换能效率,对电磁超声横波传感器的线圈背板进行了优化设计。首先通过实验方法研究了线圈背板厚度对超声信号的影响,然后通过有限元仿真软件对采用羰基铁粉作为线圈背板时的磁场分布进行了仿真,最后通过实验比较了线圈背板优化前后横波传感器的信噪比和提离距离。结果表明:电磁超声横波传感器中线圈背板的最佳厚度为1.5~2.0 mm;采用长度和宽度尺寸与线圈工作区域相同的羰基铁粉作为线圈背板能显著增加传感器工作区域的磁场强度;与采用非导磁性材料作为线圈背板相比,采用优化后的羰基铁粉背板可使传感器的信噪比增加约1倍,提离距离增加约1 mm。