基于BLT方程的传输线网络电磁脉冲响应分析

在介绍电磁拓扑理论的基础上,分析了频域传输线网络BLT超矩阵方程及各个参量的含义,并结合一种典型的环形传输线网络进行了分析,建立了该网络的拓扑模型及BLT方程,仿真分析了在某一结点注入干扰源时传输线网络中不同结点的频率响应,并结合傅里叶变换,研究了在不同位置、注入不同个数的脉冲干扰源时,传输线网络中结点的响应。     

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。     

基于PSPICE建模仿真方法研究传输线网络时域响应

为研究注入式电磁脉冲对端接负载的传输线网络的耦合规律,以典型的环形网络和树形网络为研究对象,基于PSPICE建模仿真方法,研究方波脉冲在传输线网络中的时域响应. 对端接电阻负载的同轴线网络瞬态响应的实验结果、BLT方程求解结果、PSPICE仿真结果进行了对比分析,表明了PSPICE方法与BLT方程求解结果及实验结果具有很好的一致性. 针对BLT方程方法在求解电容、电感负载及非线性负载上存在计算复杂、较难求解的问题,利用PSPICE建模仿真方法对端接电容负载的环形同轴线网络、端接瞬态抑制二极管的树形同轴线网络和多芯线缆网络的方波脉冲瞬态响应进行了仿真,与实验结果具有较好的一致性. 这些结果验证了PSPICE建模仿真方法在解决电磁脉冲对端接线性、频变及非线性负载的传输线网络时域响应的有效性.      

基于电磁拓扑理论的多孔缝场线耦合分析

为了使电子系统在复杂电磁环境中可以正常工作,通常要对电子系统进行屏蔽处理。但是在屏蔽墙表面不可避免的要开一些小孔,用于通风或者散热等用途,因此出现了多孔屏蔽的问题。基于电磁拓扑理论,分析了位于多孔屏蔽墙后传输线终端对外界电磁波入射的响应。采用偶极子等效原理处理孔缝问题,利用基于Agrawal模型的扩展BLT(Baum-Liu-Tesche)方程给出屏蔽墙后传输线终端感应电流的计算公式。最后计算结果表明:开孔屏蔽层对外界电磁波有明显的屏蔽作用,且屏蔽层上的开孔位置和开孔数量会直接影响传输线的终端响应。     

BLT方程在箱体屏蔽效能分析中的应用

根据Robinson算法和电磁拓扑理论,提出了一种基于BLT方程的有孔箱体屏蔽效能分析方法,介绍了BLT方程的基本原理,推导出了描述孔缝耦合的BLT方程,建立了屏蔽箱体、孔逢、入射波等参数与屏蔽效能的函数关系,并扩展到偏心孔以及任意极化角的情形,分析了孔缝形状、尺寸以及观测点位置等对屏蔽效能的影响。在0~1GHz范围,对中心开孔箱体的屏蔽效能进行仿真,并与CST仿真结果进行对比,验证了方法效性,数值计算结果表明:文中算法不仅能够准确的描述出箱体屏蔽效能随入射波频率的变化关系,而且能有效地估算出屏蔽箱体的谐振频率。     

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。     

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.     

具有时变时滞耦合的两个不同复杂网络的自适应同步

针对两个不同的时变时滞耦合复杂网络,提出一个新的网络同步模型.该模型中的两个网络在节点数目、拓扑结构、内部耦合、耦合时滞及节点动态均可不相同.基于LaSalle不变原理,设计自适应控制器使得两个网络获得同步.进一步研究了具有未知拓扑结构的两个复杂网络的自适应同步问题.数值结果表明了本文方法的有效性.     

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.     

基于BLT方程的埋地管道电磁脉冲响应规律研究

高空核爆电磁脉冲(HEMP)会在埋地油气管道上产生感应电流和感应电压,可能对油气管道的测量监控装置及阴极保护系统产生影响。为研究HEMP对埋地金属管道的电磁影响,本文利用合成电压波的思想推导了可用于分析不均匀传输线响应的BLT超矩阵方程,通过与链参数方法的计算结果进行比较,验证了该方法的正确性和有效性。建立了埋地管道的分段串联传输线模型,应用BLT超矩阵方程计算了管道特性阻抗连续时管道参数和管道折角对管道上电流、电压的影响,将入射仰角、入射方位角和场源方位角作为随机变量,计算了入射波状态对响应电流影响的统计信息;针对大地电导率横向差异引起的特性阻抗不连续情况,计算分析了管道电流电压的响应情况;研究结果可为油气管道的电磁脉冲防护提供相关参考。     

复杂动力网络结构的同步稳定性研究

分析了复杂动力网络的同步稳定性与其拓扑结构的关系,讨论了最近邻耦合网络、小世界网络和随机网络三种不同拓扑结构网络模型的同步稳定性,数值计算了对给定动力学方程的三种网络模型的最大横截李雅普诺夫指数,其结论与耦合结构矩阵的特征值分析相一致.     

神经网络自变量输入模式的视电阻率求解算法

根据瞬变电磁场理论公式中的响应和自变量之间的关系特点,提出用非线性方程模式的 BP 神经网络求解电阻率。通过构造单输入单输出网络结构,建立以不同时间点上的电流归一化的感应电压值为输入、视电阻率值为输出的神经网络,来拟合瞬变电磁场的二次涡流曲线。利用数值方法计算出的数据验证该训练网络的精确性,比较了不同算法对训练精度和收敛速度产生的影响。以重庆大学某处的防空洞探测实验为例验证了该算法的有效性,该算法避开具体的复杂电磁场计算或数值反问题计算,从而实现电阻率快速计算,为快速成像准备必要条件。     

电力线通讯辐射噪声的预估与抑制

介绍了电磁干扰(EMI)噪声分离网络在预估与抑制电力线通讯中系统辐射电磁干扰噪声方面的应用.首先,利用电磁干扰噪声分离网络对电力线通讯系统中的电磁干扰总噪声进行模态提取,获得该噪声中的共模分量和差模分量,并根据相应的数学模型将测量得到的噪声电压信号转化为噪声电流信号.然后,利用共模噪声电流与辐射场的关系模型对系统的电磁干扰辐射噪声进行预估.实验结果表明:通过提取引起辐射噪声的共模噪声电流,可较为准确地预估此辐射噪声;通过设计相应的EM I滤波器或采用铁氧体磁环,可实现对共模噪声电流的抑制,从而达到抑制系统中辐射电磁干扰噪声的目的;与滤波器相比,铁氧体磁环抑制辐射噪声的效果更为明显.     

体系拓扑结构对耦合神经元细胞中不同放电模式的调控作用

本文采用Hindmarsh-Rose(HR)神经元模型构建一个复杂网络,利用仿真模拟,研究了拓扑结构对复杂耦合神经元体系的集体响应能力的影响.选取细胞膜钙离子渗透性参数r为控制参量,当设置该参量处于不同分岔点附近的临界值时,体系可呈现出丰富的点火模式。此时,若适当调节拓扑结构参数,即可实现不同模式之间的双向转变:耦合合适的细胞数目,体系的点火模式可以从分岔图中的左侧不同态跃迁到右侧不同的状态,而当添加适量的随机长程链接时,则可以实现反向的转变.这些结果表明,生物体系可能通过改变其自身的拓扑结构,借助于不同态之间的跳变方式,来实现感受外界不同刺激信号的目的.这将有助于我们进一步揭示生物体系信息过程的内在机理.     

基于链路角度最优化的无线Mesh骨干网络拓扑控制

【目的】为了改善基于Delaunay结构的无线Mesh骨干网络拓扑复杂度、通信链路角度以及全向通讯时信号干扰严重等不足,提出一种基于定向通信机制的节点链路角度最优化拓扑控制算法。【方法】该算法通过优化节点通信链路角度,使其相对最大,降低网络拓扑复杂度,并采用定向通讯机制降低通讯链路之间信号干扰。【结果】在满足约束条件下,该拓扑优化控制算法不但使节点链路之间角度控制在相对最大范围,减小了定向通讯时信道的干扰,同时也改善了无线Mesh网络(WMN)的丢包率、延迟、吞吐量等性能。【结论】仿真实验结果表明,该拓扑控制算法是有效的。