平面波照射下贯通导线电磁干扰快速算法

提出了一种基于BLT（Baum-Liu-Tesche）方程的平面波辐照下金属腔贯通导线电磁干扰分析的快速计算方法.首先采用电磁拓扑理论将整个问题进行拓扑分解,根据场线耦合理论获得场线耦合节点的传输函数,进而采用广义BLT方程获得外界电磁波与贯通导线相互作用时金属腔内终端负载上的干扰电流.将该算法用于贯通单导线、贯通双导线和贯通传输线网络电磁干扰问题分析,计算获得的终端负载上感应电流结果与全波分析方法结果吻合较好,证明了该快速算法的有效性.该快速算法计算时间仅为全波分析法的万分之一,且所占内存相比全波分析法缩小了几十倍.     

多导体传输线瞬态响应研究

针对多导体传输线瞬态响应的无源性问题,提出了基于集总等效源模型的多导体传输线瞬态响应模型. 从外场激励下的多导体传输线的频域电报方程解出发,将外场在传输线上激励的分布电压源和电流源与传输线指数矩阵解耦,建立了集总等效电压源和电流源模型. 为避免复杂的傅里叶反变换及卷积运算,推导了集总源模型的时域递推方程. 在此基础上,采用时域有限差分法建立了端接线性负载、非线性负载和外场激励下的不等长多导体传输线瞬态响应离散递推方程. 通过对无损传输线的仿真对比,验证了方法的有效性. 最后,对端接线性负载、非线性负载和外场激励下的不等长多导体传输线瞬态响应进行了试验和仿真分析.       

多导体传输线瞬态响应研究

针对多导体传输线瞬态响应的无源性问题,提出了基于集总等效源模型的多导体传输线瞬态响应模型.从外场激励下的多导体传输线的频域电报方程解出发,将外场在传输线上激励的分布电压源和电流源与传输线指数矩阵解耦,建立了集总等效电压源和电流源模型.为避免复杂的傅里叶反变换及卷积运算,推导了集总源模型的时域递推方程.在此基础上,采用时域有限差分法建立了端接线性负载、非线性负载和外场激励下的不等长多导体传输线瞬态响应离散递推方程.通过对无损传输线的仿真对比,验证了方法的有效性.最后,对端接线性负载、非线性负载和外场激励下的不等长多导体传输线瞬态响应进行了试验和仿真分析.     

投弃式仪器数据传输信道时频响应求解方法

针对传输函数求解船载投弃式仪器信道分布参数模型误差较大的问题, 提出了一种求解其数据传输信道时频响应的方法.时域响应采用时域有限差分(Finite Difference Time Domain, FDTD)法, 求得信道上任意位置的时域响应, 频域响应采用BLT(Baum-Liu-Tesche)方程结合电磁拓扑理论, 对信道的关键节点进行频域分析.最后测试了信道的时频域波形, 并与理论仿真结果进行对比, 结果表明:在仪器的工作频率内, 理论仿真与试验结果一致, 为进一步地研究终端电路的设计及传输方案的改进提供了理论基础.     

基于时域BLT方程的传输线介电损耗分析

介电损耗是由于介质的绝缘不完善引起的,为了研究介电损耗所产生的影响,考虑带有漏电导的均匀有耗传输线。对BLT方程从频域到时域进行了推导,完善了时域上的BLT方程,目的是利用时域上的BLT方程对有瞬态信号源激励的传输线负载的响应电压进行计算,并通过这一计算结果来分析介电损耗所产生的影响。结果显示介电损耗的存在使终端负载的瞬态响应电压发生了衰减,并且这种影响是非线性的。     

BLT—FDTD 时频结合分析传输线瞬态响应

将频域BLT 方程与FDTD 方法结合起来对包含非均匀线缆的耦合传输线时域响应进行了分析。该方法将非均匀部分线缆从传输网络中独立出来,采用FDTD 离散进行时域分析,然后变换到频域与BLT 方程混合求解整个线缆网络的电压、电流响应。一方面避免了用单一的时域有限差分算法对传输网络进行整体离散时所带来的高计算量、高内存占用比问题;另一方面将非均匀线段当成节点处理,为频域方法求解含非均匀线的传输网络响应,提供了一种新的思路。仿真结果也表明了该方法的有效性。     

外场作用双导线的电磁耦合时域分析方法

基于时域有限差分（finite-difference time-domain，FDTD）法和传输线方程，并结合插值技术，研究了一种高效的时域混合算法，能够快速模拟电磁波照射自由空间和屏蔽腔内双导体传输线的电磁耦合，并实现空间电磁场与双导线瞬态响应的同步计算.该算法先采用FDTD方法模拟双导线周围空间的电磁场分布，结合插值技术构建适用于双导线电磁耦合的传输线方程，再采用FDTD的中心差分格式进行离散，从而求解得到传输线和端接负载上的瞬态响应.同时，分析双导线间距对其电磁耦合的影响，掌握其耦合规律.通过相应数值算例的模拟，并与FDTD方法进行对比，验证了该时域混合算法的正确性和高效性.     

亚波长结构的抗反射特性三维TLM方法模拟

传输线矩阵(Transmission line matrix,以下简称TLM)方法,根据场方程和传输线方程之间的相似性,用等效分布传输线网络模拟给定结构,在时间和空间上进行离散化,是一种强有力的三维时域电磁场数值仿真算法.简要介绍三维扩展型结点TLM方法的模型、激励源和边界条件,并使用该方法对亚波长结构的抗反射特性进行模拟研究,为进一步深入探讨该结构的抗反射特性、进行优化设计提供依据.     

利用时域电场积分方程分析天线辐射问题

研究了基于矩量法和RWG三角基函数的隐式电场积分方程的时域算法,引入了一种激励源的时域设置方法.利用直接在时域加激励源的方法来分析天线辐射问题,所得时域数据经傅立叶变换可得到很宽频带的频域数据,与在频域逐个频点求解相比大大节省了计算时间.通过对几种典型天线的分析计算,验证了方法的正确性和算法的稳定性.     

基于FDTD的压电换能器模型

提出了基于时域有限差分法(FDTD)对一维压电换能器的机电耦合现象进行数值分析的新方法.利用时域有限差分法理论对压电材料的控制方程、牛顿方程在空间和时间上进行了心差分离散化,并首次提出了压电换能器的收发电压信号和压电控制方程间关系的迭代差分方程,借助这些差分方程,从而能直接给出压电换能器声场传播的时域信息.利用此法分析了压电换能器匹配层厚度对接受电压波形的影响,并得到了其质点速度和质点应力传播的时空分布图.另外,还提出了利用Prony法替代FFT法,从而利用更短时域响应来得到压电换能器的频域特性.仿真结果表明,提出的模型能有效分析多层压电换能器的稳态和瞬态激励响应的传播特性.