有界波模拟器中线缆倾角对电磁耦合的影响

电力设备中的断路器、隔离开关等一次设备与二次控保设备距离越来越小,由于一次设备操作而引起的电磁场环境突变,降低了二次设备的可靠性。例如变电站中的隔离开关在合闸和分闸时会产生瞬态强电磁脉冲,该脉冲所携带的部分能量与暴露在二次设备外部的线缆耦合,流入设备内部并对其中的电子元器件造成电磁干扰,严重时器件失效并导致设备工作异常。为探明其电磁耦合机理,本文汇总整理了不同电压等级的变电站因开关操作所产生的瞬态电磁场,提取出电磁脉冲的特征波形,利用有界波模拟器在实验室环境下近似再现了特征波形,并对线缆在有界波模拟器中的摆放形态进行了全波仿真分析,揭示了线缆摆放角度对电磁耦合的影响,为电力芯片在复杂电磁场环境下开展可靠性检测提供了理论基础。     

传输线端口电磁脉冲信号分析

本文对在电磁脉冲环境下传输线端口的感应电流信号规律进行了实验及理论研究.以实验装置对负载电压、感应电流及传输线上的消耗功率的变化做出研究论述.在传输线两端分别接地和接负载,同时分别将两端接不同负载状态下,电磁脉冲信号规律做出分析.理论研究过程中采用传输线模型方式,而实验过程中采用非接触脉冲电流注入方法,实验结果表明变化规律相同,传输线端口电压和感应电流在电磁脉冲存在的环境下与负载大小有着直接的影响,且在某个阻值附近负载消耗功率出现极大值.由于电力系统的电压等级逐渐提高,这就导致电磁干扰变得逐渐严重.同时,还利用实验室的电磁脉冲模拟器和加的夫罗格,基准电流探头的光学纤维圈测量系统,并对外界入射波传输线的耦合作用研究,整套包括源模型,与仿真.通过应用频域方法,分布源的模型,实验结果表明该方法是正确和有效的.     

快沿电磁脉冲模拟器负载匹配仿真研究

采用基于矩量法电磁仿真软件FEKO,通过对快沿电磁脉冲模拟器内部场波形进行数值计算,研究终端负载对电磁脉冲波形的影响.结果表明:终端负载的根数与负载的加栽形式都对内部场波形有影响.终端负载的根数并非越多越好,当终端负载为3～4根时能出现较好的波形;均匀分布式负载能改善模拟器内部场的波形.     

北太平洋水下脉冲声传播仿真

由于信号波形中携带环境参数信息,可利用波形或包络结构反演环境参数,掌握信号波形的传输规律是实现信道匹配的物理基础.将WKBZ简正波方法用于水下声道中的脉冲传播波形的计算、群速的求解.并仿真了窄带脉冲在北太平洋水下声道中的传播波形,仿真结果反映出了明显的信号传输的多途效应.分析了简正波群速对脉冲波形的影响,在收发深度均位于声道轴上时,在远距离上实现了简正波的分离;同时分析了收发深度与简正波幅度的关系及对脉冲波形的影响,得出在某一深度不是所有简正波对脉冲波形有贡献的结论.     

电磁脉冲模拟器的研制

本文介绍了电磁脉冲模拟器的工作原理及其参数设计,并分析了提高波形上升沿的方法,最后给出了实测波形.     

基于ANSYS的霍普金森拉杆装置设计研究

分离式霍普金森拉杆(Split Hopkinson Tension Bar,SHTB)装置被广泛用于研究材料的动态抗拉力学性能,对SHTB来说,入射拉伸波的峰值大小、脉冲时长及脉冲升时等直接关系拉伸实验结果的准确性.目前尚无系统性地对入射拉伸波的产生尤其是实验装置中各部件的尺寸对入射波波形影响的研究.采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件对SHTB实验装置中入射波产生过程的波形叠加、幅值等问题进行数值分析,为改进SHTB实验装置提供了设计依据.     

光学系统中球差和彗差对光束光远场分布的影响

星间光通信中,波前畸变是影响信号光远场特性的主要因素。本文分析了球差和彗差对信号光远场分布、天线接收光功率的影响,引入了畸变衰减因子,给出了畸变衰减因子与波前畸变均方根值的关系。理论分析和数值仿真结果表明,球差和彗差畸变越大,对天线接收功率的影响越大。在天线对准的条件下,当彗差和球差畸变均方根值分别约为0.120λ和0.135λ时,天线的接收功率为无畸变时的1/2。彗差对天线接收功率的影响主要是峰值移动造成的,球差对天线接收功率的影响主要是次峰的增强造成的。     

地面对传输线的影响仿真研究

使用电缆传输信号时,常以地面作为传输回路,但是,地面的电气参数不同,对信号的传输效果和负载端设备的影响会有所不同.利用传输线理论,研究在电磁脉冲作用下,以理想地面和有损耗地面作为传输回路的单导体传输线负载端电流响应,获得了两种情况下传输线终端负载处电流的解.采用傅立叶变换和MATLAB仿真,对不同的大地电导率、外场入射角、导线距离地面高度等对传输线负载端电流响应的影响进行分析讨论,结果显示,有损耗地面较理想地面对负载端电流有很大的影响,因此适当增加返回地平面的阻抗有助于提高传输线的抗干扰能力.仿真分析结果为实际系统电缆耦合产生的干扰分析提供了理论依据,并具有一定的参考价值.     

一种新型的无线光通信脉冲波形研究

针对无线光通信系统中高斯脉冲、升余弦脉冲、三角波脉冲等几种常用的脉冲信号通信可靠性相对较低、误码率相对较高的问题,为消除噪声干扰,提高通信可靠性,提出结合无线光通信系统中常用的调制后脉冲波形设计了一种新的合成脉冲波形,合成脉冲用一个持续时间与单个相应脉冲相等的脉冲代替相应的连续脉冲,且与原始脉冲属性相同,能量和原始的连续脉冲相等.理论分析和仿真结果表明,当合成脉冲波形用于几种特定的调制信号,使调制信号的峰值会出现在几个固定的位置,可以映射出原始信源信号.经过仿真证明,误码率性能较原始常用脉冲波形有较大提高.     

基于GABP神经网络曲线拟合的快沿电磁脉冲信号源模型求解

为给电子设备的电磁脉冲效应仿真提供准确的快沿电磁脉冲(fast rise-time electromagnetic pulse,FREMP)信号源模型,提出一种基于遗传算法优化BP神经网络(GABP-NN)曲线拟合的信号源模型求解方法;该方法通过示波器对脉冲信号进行采集,利用GABP神经网络对波形曲线进行高精度拟合,提取网络参数建立信号源模型;为进一步获得BP神经网络拟合规律设置对比实验,采用隐含层神经元数为10的GABP神经网络对FREMP信号源进行建模,所得模型拟合度为91.64％;仿真结果表明该方法运算速度快、精度高.     

边缘电场传感器测量金属衬底绝缘层厚度

针对金属衬底上的绝缘层,研究基于边缘电场传感器的厚度测量方法。位于同一平面的传感电极形成边缘场电容,边缘电场将穿透绝缘层,在衬底表面发生突变。本文用三电容模型分析了传感器的测量原理,衬底作为一个浮动电极分别与两个传感器电极构成平行极板电容,与边缘场电容共同构成传感电容。通过二维仿真讨论了电容结构参数对传感电容的影响。实验结果表明,边缘场电容传感器应用于金属衬底上的绝缘层测量时,表现出边缘场电容与平行板电容复合的特性,传感器灵敏度高。当绝缘层厚度相比电极长度较小时,电极的间距对传感器电容输出影响小。     

A novel MEMS tunable antenna with wide tuning range of frequency

In this paper a novel MEMS tunable CPW antenna with wide tuning range of frequency is presented. The antenna’s frequency tuning range increment is achieved by loading three novel large tuning range capacitors at radiation edge of antenna patch. Two techniques are employed for increasing the capacitors tuning range. First, dual gap technique is used to overcome the pull-in limitation and then two lateral beams are added in order to parallel movement of capacitive plate which increases the capacitance value. The simulation result shows that the resonance frequency tuning range of antenna increased from 1.96 GHz loaded by traditional capacitor to 6.89 GHz using the new capacitor structure. Also in resonance frequency, the antenna has a good impedance matching with transmission line even in high capacitance values.     

基于WCDMA频段双Y结环行器的设计与仿真

针对3G-WCDMA 频段的实际要求,基于场路结合的理论,提出了具有低阻抗开路线的双 Y 结环行器的设计方法,并采用有限元分析法对其进行仿真验证,结果完全满足插损、隔离度等实际的指标要求,达到了预期的效果。     

煤矿供电系统雷击情况的仿真研究

选取矿区常用的110 kV级的输电线路作为仿真研究对象,采用ATP-EMTP电磁暂态分析软件建立了雷击输电线路的数学模型,通过改变杆塔接地电阻值的大小以及安装与不安装线路避雷器对雷击过程的影响进行了仿真分析。仿真结果表明,雷击杆塔顶时,输电线路杆塔接地电阻值越大,输电线路的耐雷水平会降低;输电线路安装避雷器可有效降低输电线路过电压。     

阻抗失配引起的伪码测距误差分析与仿真

在高精度伪码测距系统中,信号收发链路设备连接的阻抗失配将对伪距测量产生附加的误差影响.为了定量分析阻抗失配对伪码测距的误差影响,首先给出了阻抗失配情况下的直序扩频(DS/SS)信号失真模型,在此基础上分析相干延迟锁定环(CDLL)和非相干延迟锁定环(NCDLL)条件下,阻抗失配引起的伪码跟踪误差,推导了跟踪误差的解析表达式,给出了计算机仿真结果.研究结果表明:阻抗失配对伪码跟踪误差的影响可达数ns量级,严重影响伪码测距的准确性;通过良好阻抗匹配和适当提高扩频码速率可以显著的降低伪码测距误差.研究结果可为伪码测距系统的工程实现提供重要的参考.     

单极板微位移电容传感器结构设计与优化

根据单极板微位移电容传感器结构优化设计的问题,提出了一种基于纵横推进法的电磁场仿真参数化建模方法。在建立合理的单极板电容传感器电磁仿真参数模型基础上,首先通过仿真实验选择保护环和绝缘层缺口的最优值。然后依据仿真得到的最优值,选择结构与最优值接近的电容传感器产品对比,取得了较好的研究结果,电容仿真值与实际测量值误差小于0.3%。最后对电容传感器极板倾斜对测量结果的影响进行了研究,极板倾斜2°时测量误差为1.6%。电容传感器结构优化结果满足实际工程要求。     

传输线变压器分析方法的matlab仿真

传输线变压器是多模多馈天线系统中的重要部件，由它构成的阻抗变换器和功率合成与分配器件组成的多模馈电网络是实现多模多馈特性的关键。由于它具有频带宽。阻抗匹配好，截止频率高，功率容量大等特点，现在已经广泛用于通信的各个领域。对于传输线变压器性能的分析有多种不同的分析方法，但都有着各自的优缺点。该文分别应用考虑线圈互耦的等效电路模型和不对称传输线思想分析了传输线变压器的特性，并将频率变化对磁导率的影响应用到等效电路模型特性中，最后以输入阻抗为例结合实际测量用matlab对两者的分析结果进行了仿真比较，给出了比较性的结论。     

Signal-integrity improvement method and its robustness evaluation for VLSI and VLSI-packaging

Nowadays, a GHz frequency signal needs to be propagated on a printed circuit board (PCB) with low distortions. In addition, a higher-frequency signal of 10 GHz or more will also need to be propagated with low distortion in very-large-scale integration (VLSI) in the future. However, signal propagation with low distortion is getting more and more difficult as the frequency increases. In order to solve this problem and to ensure signal integrity, we have proposed a novel transmission line called a “segmental transmission line” (STL). In the STL, a transmission line is divided into multiple segments of individual characteristic impedance. The multiple segments are designed to fix the waveform distortion on the transmission line by solving a combinatorial explosion problem using a genetic algorithm. In a previous article, we have shown the effectiveness of an STL designed for a GHz clock signal in computer simulations. We have also fabricated two scaled-up STL prototypes for a clock signal using real printed circuit boards (PCBs). In this article, we input a random signal by changing its frequency to the scaled-up STL prototype designed for a 150-MHz clock signal. We show that the STL has high robustness to the random signals and the frequency fluctuations, which indicates the generality of the STL technique.     

基于垂直投影与卷积相结合的车牌字符分割算法

字符分割是车牌自动识别系统中的关键步骤.提出了一种利用投影和卷积相结合的方法来实现字符分割,先对车牌图像进行中值滤波,再进行竖直差分,减小左右边框的影响;根据车牌的先验知识形成一个可变长的字符模板匹配的脉冲波形,用这个脉冲波形和投影图对应的数组做卷积,定位出第一个字符位置,随着模板长度的不断变大,得出每个字符的坐标.实验表明,该方法能够使得字符分割的结果定位更精准,为字符识别创造了良好的条件.