半绝缘GaAs光电导天线辐射THz电磁波展宽特性分析

介绍了自洽式多粒子蒙特卡罗方法模拟半绝缘GaAs光电导天线辐射THz电磁时域波形。模型中采用光能、脉宽可调飞秒激光器作为触发光源,模拟的THz电磁波形与实验基本吻合。通过载流子在光电导体内的动态输运特性,分析了辐射THz电磁波场比触发光脉冲展宽的物理机制在于:光生载流子在外电场作用下,从初始状态到速度达到稳态要经历一个动量和能量弛豫过程,而正是由于载流子动量和能量的弛豫过程导致光电导天线辐射的太赫兹波展宽。高光能、低偏置电场下,空间电荷电场是造成光电导天线辐射的THz波呈现双极性的主要原因。     

细线天线的瞬态响应特性的研究

利用FDTD（时域有限差分方法）对多根细线天线的瞬态响应特性进行了数值模拟。分析了其他细线天线的存在对馈源为电磁脉冲的细线天线辐射特性的影响以及对入射波为电磁脉冲时细线天线中心电流响应特性的影响。指出了MIMO（多输入多输出）技术在超宽带领域应用时,天线之间的距离所应当满足的条件。     

圆盘天线电磁脉冲能量的慢衰规律及其在地矿探测中的应用研究

用圆盘天线电磁脉冲能量传播规律的积分表达式,严格证明了减少激励脉冲的上升时间或提高载波频率都可以降低电磁脉冲传播过程中的能量衰减速率。并以变质岩和火成岩为例,证明了这种慢衰减特性可以在保证精度的前提下大幅度地提高地矿的探测深度,为电磁测矿提供一种新的方法。     

皮带巷电机暂态过程对电磁环境的影响

利用ATP软件仿真皮带电机暂态过程,并运用传输线模型分析瞬态脉冲沿巷道和电缆的衰减特性. 结果表明,理论上电机起动、制动及负载突变时产生的瞬态脉冲电压峰值最大为额定电压的6倍,电流峰值最高可达额定电流的11倍;瞬态辐射发射对皮带巷电磁环境的影响较小,而瞬态脉冲沿长电缆传播会产生较大衰减. 确定煤矿井下现场测量工具及测点布置方法,分析比较实测数据与理论值,结果说明皮带电机起动和制动过程产生的瞬态辐射骚扰可以忽略,瞬态传导骚扰较大,但脉冲峰值最大不会超过额定值的4倍. 提出的井下现场测量方法、获得的实测数据和理论值为矿井电磁兼容性研究提供了参考依据.      

超宽带电磁脉冲辐射传播特性研究

研究在圆盘辐射器条件下,对两种经归一化处理后的典型脉冲,根据电磁场理论,给出它们轴线能量传播特性的解析计算公式与数值模拟结果,并给出其中矩形脉冲的超宽带电磁能量传播趋势的三维模拟.模拟结果证明,超宽带电磁脉冲能量在不同传播区段表现出不衰减、慢衰减等特征.     

E面扇形喇叭天线对电磁脉冲响应特性的分析

运用时域有限差分法（FDTD）,计算和分析了E面扇形喇叭天线对超宽带（UWB）电磁脉冲、高空核爆电磁脉冲（HEMP）和高功率微波（HPM）的响应特性,并且通过瞬态近远场变换计算了天线对入射脉冲产生的远区场响应,并利用傅里叶变换得到了响应频谱.经分析得出入射脉冲不但会对天线的连接设备造成损伤,而且由于E面扇形喇叭天线所具有的高增益特性,使得进入天线口径后产生反射的电磁脉冲幅值被增大,在远区场形成较大场强,从而将会对接收设备造成物理损伤.     

一种强互耦阵列天线的校正方法

Vivaldi天线因具备优异的宽带扫描性能,被广泛应用于雷达、无线通信、测向系统等领域.由于Vivaldi天线单元组阵后存在强电磁耦合作用,使阵列方向图失真引起波束指向偏差,影响测角精度.针对相控阵天线单元间由于互耦引起阵列方向图失真,导致阵列天线波束指向产生偏差这一问题,提出了一种基于最小二乘互耦矩阵的相位校准方法对波束指向进行校正,最后采用了一组X波段的16单元Vivaldi阵列天线进行仿真实验.仿真实验结果表明,针对Vivaldi天线阵列在强互耦情况下波束指向存在偏差这一问题,该校正方法可以对该阵列天线波束指向偏差进行有效校正,为工程应用奠定了理论基础.     

地板及金属板加载对轴向模螺旋天线辐射特性的影响

轴向模螺旋天线是一种常见的圆极化辐射的定向天线,其辐射方向主要是沿着螺旋线的轴线方向。通过改变天线地板的尺寸可以对天线的辐射方向进行调整,使之向地板一侧进行辐射,并能够获得较好的圆极化与定向辐射特性。通过轴向辐射方向的金属板加载,可以显著地提高天线的增益。以一个传统的轴向模螺旋天线为例,对上述两种控制天线辐射效果的方法进行了仿真与实验研究,结果表明减小地板直径可以使天线辐射向着地板方向,并且能够达到约10 d B的前后比;在天线轴向的加载地板可以使天线增益提高1 d B以上,并且对天线的阻抗带宽及圆极化特性等性能影响较小。上述方法的采用可以使得轴向模螺旋天线的应用更加广泛。     

波导与开口腔体瞬态特性研究

从理论上分析了矩形波导中传播模式的瞬变过程，给出了在冲激脉冲、阶跃脉冲和高斯脉冲波形激励下，波导中电磁波瞬态响应的解析公式，并采用时频分析方法对波导中传播信号、开口腔体的散射信号的瞬态特性进行了分析．分析结果发现，当电磁脉冲信号投射到开口腔体上时，其散射信号中含有与其腔体形状、尺寸特征有关的谐振模式，不同的腔体目标，其散射信号后期信号中的谐振频率不同，通过提取散射信号中的谐振特征，可对带腔体目标进行目标识别．     

时域分析钢筋混凝土砖墙对电磁脉冲短径传播的影响

用时域有限差分法分析了钢筋混凝土砖墙对电磁脉冲传播的影响。考虑到天线对时域脉冲的滤波效应,分析的传播脉冲信号是从一个宽带圆锥柱形天线上数值生成的。计算结果给出了钢筋混凝土砖墙对脉冲信号传播的影响,包括辐射天线产生的脉冲波形的畸变效应、脉冲穿透钢筋混凝土砖墙时的场型分布、墙面对入射脉冲峰值的反射效应以及反射和透射脉冲的波形。     

平面阵列电磁导弹辐射器

给出了面电流平面阵列产生电磁导弹的条件,并对阵列辐射特性进行了分析。结果表明,该辐射一方面可以实现空间能量合成,大大提高单个脉冲的能量（峰值功率）,另一方面还具有良好的波束扫描特性。     

超宽带雷达引信电磁散射特性

分析了超宽带雷达引信在动态作用下的目标散射特性。应用瞬态电磁散射理论和电磁波叠加原理,根据多点散射模型,引入雷达引信动态作用下的传递函数,分析了超宽带雷达引信在动态作用下的目标散射特性,建立了目标冲击响应函数,仿真分析了目标电磁波的辐射方向与脉冲宽度关系,得出高斯窄脉冲经一维超宽带阵列辐射后形成的合成脉冲波如何才能选择合适的阵列参数的结论。研究结论对于设计超宽带雷达引信具有重要的应用价值。     

随钻方位电磁波仪器补偿测量方法研究

基于层状各向异性电磁场的解析解,对带有横向天线的方位电磁波仪器进行快速响应数值模拟。以胜利钻井工艺研究院的多频方位电阻率(AMR)仪器和贝克休斯方位电磁波电阻率(APR)仪器为例,对采用轴向发射、横向接收的测量单元分别进行单发单收、单发双收、双发单收以及双发双收的测量组合响应模拟,根据模拟结果对补偿测量的效果进行评价分析。模拟结果表明,单发单收测量单元能实现基本的方位电磁波的测量功能,但易受到地层环境的影响,使其应用受到一定限制。通过发射或接收补偿可以不同程度地消除仪器偏心、相对倾斜角以及电阻率各向异性的影响,使方位电磁波测量资料更好地应用于地质导向中。     

瞬变电磁仪中几种干扰的消除方法

通过对瞬变电磁勘探法中常见的几种干扰因素的分析，提出了相应的解决方法，用程控天线法和随机双极性采样法抑制干扰具有良好的去噪效果。在实际中，只要根据具体情况选择适当方法，就能有效地抑制电磁噪声的影响。无论采用哪种方法，最后采用提取特征不变量的方法进行处理后，匀可以得到更好的效果。实验结果表明，测量曲线的质量较以前有很大提高。     

基于光电流模型的液体介质太赫兹辐射的理论研究

目的 超快激光作用液体介质相较于与气态、固态介质可产生更高能量的太赫兹波,相关研究工作在实验方 面已相对完善,而理论方面缺少完整解释过程,运用逐步建立瞬态光电流模型的进程详尽论述其物理机制,并通过 此模型研究水、丙酮等 4 种溶液在不同参数条件下对太赫兹的转化效率。 方法 以水分子为例,在传统光电流模型 的基础上,基于其电离原理构建三能级系统,通过水分子电离势确定电离弛豫时间,并联立分子驰豫时间与三阶非 线性极化率来确定水分子电离率及电流强度,进而构建完整的液态溶液瞬态光电流模型,并运用该模型在两束 800 nm 高斯光场下,研究了在水与丙酮等 4 种液体中不同激光参数对太赫兹辐射能量的影响。 结果 电场强度越强,导 致的分子电离率越高,对应的太赫兹转换效率也越高,并且在特定的激光强度下,最强太赫兹辐射能量对应一个最 佳脉宽及脉冲延迟,处于亚皮秒量级,此外,进一步对比了水和丙酮溶液中,太赫兹辐射的能量差异和时频谱特征, 结果表明丙酮辐射产率始终最高。 结论 在液体介质中,太赫兹辐射的能量受介质电离势、吸收系数、分子密度等多 方面影响,这也同样说明和验证了丙酮综合性能参数优于水、重水和乙醇。 利用光电流模型研究不同液态中太赫 兹辐射的强度,为理解相关更多液态介质的辐射情况以及实验提供了参考。     

电磁脉冲传播方程的定性研究

对光波导管中电磁脉冲传播方程的数学物理模型之初值问题进行了研究。应用细致的先验估计，建立了该问题解的全局存在性与唯一性。     

一种用于电子战诱饵的宽带宽角迭层微带天线

该文介绍了一种用于电子战诱饵中的宽带宽角迭层微带天线,为了展宽天线的带宽,采用双层圆形贴片电磁耦合天线,通过了有限接地板对双层圆形贴片电磁耦合天线辐射方向图影响的实验研究,成功地解决了展宽这种天线辐射方向图的问题,结果表明该天线的电性能指标（包括增益,输入驻波比,带宽和方向图）和结构都满足了使用要求。     

电容负载螺旋型爆磁压缩发生器辐射特性分析

电容负载螺旋型爆磷压缩发生器作为一种小型化电磁脉冲产生与辐射装置广泛应用于军事及科研的各个领域.辐射特性是衡量其性能的最主要参数之一.根据电小环天线等效原理,将装置定子线圈等效为电小环天线进行仿真研究,分析装置的辐射性能.给出了辐射电阻表达武.提出对装置加载辐射天线以提高其辐射效率.仿真分析表明加载鞭天线后可以有效改善...     

磁化等离子体通道天线中电磁波的色散特性

针对现有高功率微波武器辐射天线的不足,提出了将磁化等离子体通道用作电磁脉冲辐射天线的思想--磁化等离子体通道天线（MPCA）,分析了MPCA周围为有耗气体媒质时MPCA所传播的一般模式.简单阐述了MPCA的具体实现方法,根据MPCA的工作原理,建立了MPCA的几何模型,利用边界条件导出了MPCA最严格的色散方程.重点讨论了传播常数随等离子体参数、周围介质参数和外加磁场的变化.结果表明,有限磁场中的MPCA与无穷大磁场时具有一些不同的传播特性,这些结果对于该天线的实现很有参考价值.     

射频爆磁压缩发生器辐射性能研究

基于电小环天线等效理论将射频爆磁压缩发生器(RF MFCG)定子线圈等效为电小环天线,分析RF MFCG运行后电磁脉冲辐射情况。对3个不同参数装置模型加载20 kV电压进行静态仿真,得出RF MFCG的辐射功率方向图及辐射强度大小。为提高RF MFCG辐射效率,提出了在RF MFCG上加载鞭天线改进脉冲辐射效果的方法。模拟得出了加载鞭天线RFMFCG运行后10 m、50 m、100 m处的辐射强度。设计制作了加载鞭天线RF MFCG进行实验研究。测试得到的辐射强度表明,加载鞭天线后装置辐射性能明显提高,在60 m距离内可得到较为理想的辐射强度。