甚低频电磁波穿透地层无线通信系统若干问题的探讨

从电磁波的经典理论Maxwell方程出发，根据甚低频电磁波在地层中的传播特点，提出实现甚低频电磁波穿透地层无线电通信系统模式，并对其中的若干重要问题进行分析探讨。     

甚低频电磁波穿透地层无线通信系统天线装置的研究

根据甚低频电磁波在半导电媒质中的传播特点，简要介绍几种常用的甚低频天线主要电性能，分析比较其优缺点及适用场合，研究其输入阻抗、电流分布、方向特性，设计出适合本课题要求的天线装置。     

甚低频磁感应波智能钻杆信号传输系统性能分析

为实现有效的电磁波随钻测量,提出一种基于磁感应波的甚低频无线通信模型,并建立系统模型。通过系统的电流色散方程对系统带宽、传播能量等进行推导分析。针对磁感应波随钻测量系统中发生微变的参数,通过引入网络中相邻节点之间的传递因子和互感品质因数,建立了系统的传递方程。针对信号逐级传输过程中的谐振频率偏差损耗,增加连续可调电感进行频率补偿。最后搭建磁感应网络实验平台进行测试,结果表明信号在甚低频磁感应波智能钻杆系统中可以实现远距离的通信,当信噪比为-2 d B且保证通信速率为2 kbit/s时,通信距离可达1 800 m。     

基于软件无线电的甚低频法探矿接收机

对隐伏矿体的定位预测,已成为当今社会找矿实践与勘察分析的当务之急.基于软件无线电的甚低频法探矿接收机的研制设计,为我国探矿事业的顺利发展提供了良好的催化剂.此接收机可以接收3个台、每个台3个不同的频率共9路甚低频(VLF)信号.这些信号导入地下后是一些强大的电磁波信号,经过抗混叠滤波器,A/D转换器等,最后有信号分析仪分析计算出感应电磁场的垂直分量和水平分量并判断出零交点的准确位置,最后做出相应的仿真,验证了该方法的可行性.     

北京地区哨声和VLF发射的观测

一、引言闪电所激发的连续谱电磁波,其声频部分有时可以沿地球磁埸力线传播,这样接收到的声音就是哨声。哨声有时在磁共轭点之间可来回反射多次,形成回波列。因为它带回了有关外空大气电离分布、磁埸强度等大量信息,因而成为研究磁层和外电离层的一种简便而有力的手段。甚低频(VLF)发射是由大气外层高能电离粒子流和粒子束激发的声频电磁波。它们也以哨声方式沿地磁力线传播。     

火灾与电磁波的相互作用在灭火救援与火灾控制中的应用

能够影响到电子波的因素有很多,如果电磁波作为信号传输,那么要求相当高,不能出错,如果是作为能量传输,那么就需要尽可能的减少信号损失。而燃烧过程以及燃烧过程中的相关产物与电磁波的传播存在相互作用与相互影响。该研究在基于对前人研究成果的分析研究的基础上,分别从燃烧过程对电磁波的传播产生的影响以及电磁波对燃烧过程产生作用两个不同角度,对火灾与电磁波的相互作用在灭火救援和火灾控制中的几种可能的应用进行了分析。     

水下无人潜航器远程遥控磁传感器设计

基于超/甚低频电磁波的传播特性,提出陆上发射控制指令以实现水下无人潜航器远程遥控的设想;对比分析几种水下接收天线的优缺点,提出小型化高灵敏度感应式磁传感器水下接收遥控信号的方法;为提高小型化磁传感器的灵敏度,采用纳米晶叠片磁芯降低损耗噪声,使用低噪声电子对管降低放大器电压噪声与电流噪声,通过斩波放大技术减小放大模块的1/f噪声,并优化感应线圈的设计以降低热噪声;确定了一组500mm长度磁传感器的设计参数,并仿真该参数下传感器的灵敏度,结果表明该小型化磁传感器的灵敏度满足超/甚低频段水下遥控信号接收的需求.     

电力变压器局部放电特高频信号外部传播特性研究

针对变压器箱体的接缝处可以衍射出局部放电特高频电磁波信号的现象,在分析变压器箱体接缝对局部放电特高频电磁波传播影响的基础上,探讨了接收天线外部检测特高频信号的可行性,并通过试验研究了局部放电特高频电磁波的外传播特性,通过对信号进行小波包分析,比较了外部接收和内部接收信号的差异．结果表明,特高频电磁波可以透过变压器箱体接缝衍射出来,且其频谱能量分布两者并非完全一致,外部检测到的特高频信号距离接缝的远近具有不同的表现形式,强度随着变压器箱体缝宽增大而增大．研究工作为变压器局部放电外部检测提供了理论指导．     

新颖场强测试仪的分析与设计

分析了高频无线信号在自由空间的传播规律及接收端场强信号的计算方法,设计了一种新颖高精度、便携带、稳定性好的场强测试仪.该系统以MSP430G2553为核心,通过高放、检波、低放等电路,将检测到的无线信号经过处理后输给单片机,MSP430G2553中AD10将检测到的场强信号转变为数字信号,并在LCD12864上显示场强信号的大小,实测结果表明该系统具有良好的测试精度.     

电力变压器局部放电特高频信号外部传播特性研究

针对变压器箱体的接缝处可以衍射出局部放电特高频(UHF)电磁波信号的现象,在分析变压器箱体接缝对局部放电特高频电磁波传播影响的基础上,探讨了接收天线外部检测特高频信号的可行性,并通过实验研究了局部放电特高频电磁波的外传播特性,通过对信号进行小波包分析,比较了外部接收和内部接收信号的差异.结果表明,特高频电磁波可以透过变压器箱体接缝衍射出来,且频两者谱能量分布并非完全一致,外部检测到的特高频信号距离接缝的远近具有不同的表现形式,强度随着变压器箱体缝宽增大而增大.研究工作为变压器局部放电外部检测提供了理论指导.     

水下声信号激发表面波衰减系数测量

建立了一个简单,可行的光学系统用于探测低频水下声信号。激光斜射到有表面波存在水面时,观察到了清晰、稳定的衍射图样,发现衍射图样具有明显的非对称性;且这种非对称性具有普遍的适用性。理论上得到了衍射光场光强分布的解析表达式。结果表明,衍射图样的非对称性与液体表面波的衰减系数有关。根据提出的方法可实现液体表面波衰减系数的便捷测量;且结果是很准确的。     

有源干扰的仿真研究

该文所讨讨论的有源干扰是针对无线电近炸引信的干扰。通过对干扰信号的静态仿真、干扰天线的仿真和远区场强分布的仿真,得到了不同距离及不同方向的干扰信号空间强,并建立了干扰信号空间场强分布数据库,以便用来检验引信的抗有源干扰能力,对于研究无线电近翻越引信抗有源干扰将起到一定的作用。     

三维地理环境下电磁波场强预测并行计算研究

在基于3DCM的电磁波空间专题信息的定量分析研究中,电磁波场强预测是基础性工作.目前射线跟踪模型是比较有效的定量预测模型.针对电磁波场强射线跟踪预测模型计算量大的瓶颈问题,研究了基于.NETRemoting的射线跟踪并行计算解决方案,实验证明该计算方案能缩短计算周期,从而使得电磁波场强预测射线跟踪方法走向实用.     

无线电引信等幅正弦波辐照效应实验研究

为了检测某型无线电引信的抗电磁能力,确定其能量耦合机理,介绍了无线电引信连续波电磁辐照效应实验系统和实验方法,选择某型无线电引信,从勤务处理状态和工作状态两个方面,研究了无线电引信等幅正弦波辐照效应.实验研究表明:辐射场强低于200 V/m的等幅正弦波辐照对无线电引信的勤务处理安全性没有影响,也不会对引信电子部件造成损伤;等幅正弦波辐照工作状态的无线电引信,能使引信意外发火,在不同频率下,发火场强不同.     

几种炸药水下爆炸能量损失特性分析

针对炸药水中爆炸能量损失特性,通过水下爆炸试验,测定了TNT,RS211,RBUL,GUHL,RS3-4等水下爆炸时的超压、冲击波能、气泡能等冲击波性能参数. 对试验结果进行相似分析,得到了超压以及冲击波能的衰减规律,同时分析了装药的水下爆炸的能量输出结构及其能量损失特性. 结果表明,RS211和RS3-4具有较高冲击波超压峰值,而RBUL、GUHL衰减较为缓慢,RBUL、GUHL水下爆炸能量可到达约1.8倍TNT当量. 5 kg炸药水下爆炸时,在0～3 m处,总能量损失Δe_d呈现抛物线形式的增长;在3 m之后呈现线性增长;5 m之后为理想冲击波状态.      

滨江潮汐型水体水下光场时空分布模拟

建立内江水下光场分布预测模型,选择洪季、枯季两个典型全日潮,研究内江水下光场分布特征.结果表明:洪季内江水下光照条件明显优于枯季,枯季悬沙浓度较低,光强垂向衰减速度略慢于洪季;洪、枯两季水下0.3 m处光强分别比表面光强削减了89.1%和83.5%. 受水量交换及水动力条件影响,洪季内江东部水域光照强度比西部水域平均增加59.2%;枯季内江南北两岸滩地水下光强平均约为主流区的2.63倍. 洪季潮汐作用对内江水下光场分布影响较小;枯季潮差大于洪季,落潮期间,悬沙的落淤,水下光照强度平均较涨潮过程增加47.2%.     

用正弦信号源研究电气化铁道无线电干扰的横向电波传播特性

提出了一种新的研究电气化铁道无线电干扰电波传播规律的测量方法.此方法从干扰源处——接触网与受电弓之间馈入高频信号,由电气化铁道系统辐射出去进行测量.测量时,整个辐射系统与列车运行时射频干扰源的辐射系统相比没有变化,电波传播规律也保持不变。信号源的信号强度比较强,且是稳定信号,可以在较远的距离范围内对辐射场强分布进行测量,且可对其传播规律做详细的研究.解决了过去测量中的困难.建立了电波传播的非线性拟合模型,可以将近场、远场统一考虑回归,可更加良好地反映电气化铁道无线电干扰电波传播的规律.     

摆动式单波束超声波水下微地形探测

在分析各种水下地形测量方法及其特点的基础上,提出应用互相关超声波测距方法进行水下微地形高程数据测量。通过发射信号与回波信号进行互相关运算精确捕捉回波信号的到达时刻以实现高程数据的测量。设计一种以单探头单波束超声波测距为基础的水下微地形测量系统,并分析信号处理电路和数字信号处理方法。对不同地形和不同底质的地形进行高程数据测量,对海底模拟地形进行探测与重构。研究结果表明:经过时间增益控制和滤波处理后的信号所含有的噪声和混响信号得到了抑制;应用互相关超声波测距方法得到的高程数据误差在-1~1 cm以内;生成的微地形图真实地反映了被测地形的地貌特征。     

水下爆炸能量耗散特性分析研究

基于特征线理论得到了水中冲击波的近似传播规律,提出了炸药水下爆炸冲击波传播过程中的熵变及能量耗散特性的近似评估方法.使用该评估方法,对TNT和RS211两种炸药水下爆炸近场冲击波传播过程中的能量耗散进行了计算.研究表明,水下爆炸近场的冲击波超压峰值迅速衰减,熵增与能量损失主要发生在水下爆炸近场的10倍装药半径范围内.对于TNT和RS211两种炸药,20倍装药半径处水中冲击波的能量耗散分别约为水下爆炸总能量的34%和32%,与水下爆炸试验结果基本一致.