非核电磁脉冲在坑道中的传播

为了研究非核电磁脉冲在坑道中的传播规律,基于旋转对称时域有限差分法建立了圆形截面坑道的数值分析模型,以圆波导中TE01模、TE11模和TM01模作为激励模式,计算了不同载频的高功率微波和不同脉宽的超宽带电磁脉冲的衰减。结果表明:非核电磁脉冲随着传播距离的增加,衰减基本上是线性变化的,但在传播过程中,载频较高的高功率微波衰减上下起伏比较明显;高功率微波的载频越高,超宽带电磁脉冲的脉宽越窄,波的衰减量越小;TM01模激励较之TE01模和TE11模激励时脉冲的衰减要大。对数值计算结果和试验数据进行了比较,二者吻合较好。     

有耗色散地质介质中电磁波传播特性的FDTD计算分析

介绍一种基于三维时域有限差分法(FDTD)的有耗色散地质介质中电磁波传播特性数值分析方法。通过将色散介质本构关系和场量关系直接变换为时域微分方程的方法,导出了适用于一般色散介质中电磁场分析的时域有限差分法计算公式,并将完全匹配层(PML)吸收边界融入了FDTD计算格式。通过计算分析了介质色散对电磁波场传播的影响,观测到介质色散会导致电磁脉冲在传播中波形展宽、位相滞后、幅度减小。因此,电磁探测数据的处理解释应将介质的色散影响纳入考虑。     

一种新的FDTD差分网格

提出了一种新的时域有限差分法(FDTD)差分网格,使电场各分量位于网格的顶点,磁场各分量位于网格的中心.导出了基于新网格的FDTD迭代公式,讨论了新网格对FDTD基本理论的影响.新网格的优点在于:更新某一分量时,用到了其周围更多的信息,使计算精度得到提高.数值实验证明新网格对提高计算精度是有效的.     

渐变多孔光纤的设计与色散特性比较

设计出了一种呈圆形分布的渐变微结构光纤,并运用时域有限差分法计算了该种光纤方形和三角形格点分布的微结构光纤的色散特性,然后对它们的色散特性进行了比较.结果表明:沿水平直径方向相邻空气洞中心点间的距离(Λ)和空气洞的直径(d)对这几种光纤的色散特性影响都比较大;不管是保持孔间距不变而变化空气洞直径或者是保持空气洞直径不变而变化孔间距,圆形分布的和方形格点分布的渐变微结构光纤的色散曲线比较相似,三角形格点分布的微结构光纤的色散曲线却与之相反;通过调节参数,可以在比较宽的波长范围(1.2~1.8μm)内获得超平坦的色散曲线,而且圆形格点分布的光纤较其他两种光纤的色散曲线更为稳定和平坦.     

超宽带信号在波导中传播的FDTD分析

用时域有限差分法(FDTD)对超宽带(相对带宽>25%)信号在矩型波导中的传播情况进行分析,给出了超宽带信号在矩型波导中传播时的时域波型及其频谱的变化情况。研究表明超宽带信号在矩型波导中传播时会出现失真,而且传播距离越远,失真越大。     

通信系统中低色散多孔光纤的研究和分析

提出了方形不变的空气孔多孔光纤,并借助于二维时域有限差分法计算了孔间距取1.9μm,孔直径分别为0.9μm、1.0μm、1.1μm,以及孔直径取1.1μm,孔间距分别为1.9μm、2.0μm、2.1μm的五层方形不变的空气孔多孔光纤的基模色散曲线,并对它们的色散特性进行了比较.结果表明:这种不变多孔光纤的色散依赖于孔直径和孔间隔的比值.当它们的比值小于等于0.5时,光纤的色散曲线在1200nm～1800nm的波长范围内保持平坦且具有更低的色散量.     

电磁波在磁化电离层中的传播特性

文章把地球外层的大气电离层抽象成磁化等离子体,从麦克斯韦电磁理论出发,分析了均匀平面电磁波在磁化电离层中的传播特性和规律,填补了通讯、雷达等无线电技术领域在外层空间传播的基础理论空白。     

室内电波传播特性的FDTD法分析

采用二维时域有限差分(FDTD)法分析了在家具存在情况下无线局域网IEEE802．11b的一个重要工作频段(2．4GHz左右)的室内电波传播特性,探讨了发射信号为2．4GHz的连续波时接收信号功率随距离的分布和累积分布概率;分析了发射信号为宽频带的脉冲波时,在视距传输和非视距传输情况下的接收信号的时延,仿真结果表明,由于家具对电波的严重散射,在有家具情况下,信号功率高于平均值出现的概率小于无家具情况。     

Woodpile结构中锯齿波导的研究

采用时域有限差分方法（FDTD）,详细设计、模拟和分析了woodpile结构中锯齿波导的传输特性。模拟结果表明：通过改变波导中相邻锯齿的长度,可以有效控制波导的导带范围;且利用锯齿波导设计灵活的特性,可以设计沿任意方向传输的波导结构。利用导带范围受相邻锯齿长度调控这一特点,设计、模拟并分析了由锯齿型波导形成的Y型波分复用器,两输出通道中锯齿长度分别取0.3a-0.5a和0.3a-0.8a,模拟结果表明两输出通道导带范围完全不同,充分说明在器件设计中可以引入锯齿型波导,通过调节锯齿长度实现频率选择的特性。     

纳米小孔光学近场分布的研究

扫描近场光学显微镜突破了传统远场光学的衍射极限 ,能够获得超高光学分辨率。亚波长尺寸的小孔作为扫描近场光学显微镜中常用的金属膜光纤探针的简化模型。研究光透过小孔后的近场分布特性 ,对理解和分析探针在近场成像中的作用十分重要。采用时域有限差分 (FDTD)方法研究了无限大理想导体屏上纳米小孔的近场分布 ,计算结果表明 ,入射偏振光从小孔出射后发生了退极化 ,即出射光含有与入射光偏振方向垂直的电场分量。文中详细分析了小孔的近场分布特征与退极化之间的关系 ,研究了小孔的形状以及入射光偏振态对近场分布的影响     

基于并行FDTD方法的示波器机箱电磁脉冲耦合模拟

电磁脉冲可以通过示波器上的孔缝和裸露的电缆线耦合进机箱内部,使检测到的信号波形发生畸变,甚至可能毁坏内部器件。本文基于并行自适应结构网格应用支撑软件框架,采用大规模并行时域有限差分方法（FDTD）模拟不同极化方向高斯脉冲正入射示波器机箱的耦合。计算结果表明,在线极化的电磁脉冲照射下,示波器内部主极化和其他方向都存在电场分量,不同极化波耦合进入的能量衰减速度不同。     

半无限大有耗地面的FDTD截断分析

文中通过在时域有限差分（FDTD）方法中采用有限厚度地面等效的方法截断无限大有耗地面,分析了采用该方法宜选取的地面厚度。用该方法模拟了有耗地面对其附近电磁波的影响,并将其与采用阻抗边界条件（SIBC）计算得到的结果进行对比。计算结果表明了该方法的有效性。同时,还分析了等效地面的厚度对计算结果的影响。     

时域有限差分法中提高局部区域空间分辨率的技术

本文提出了一种在电磁场计算的时域有限差分法中使用非均匀网格空间的技术。用此方法只需把需要提高空间分辨率的局域区域的计算网格成倍地细分，而不必把全部计算空间均改用相同的网格，从而可以大大节省存储空间和计算时间。在二维空间通过计算实例证实了所提方法的可行性。     

电离层在地震短临预报中的应用

总结了能够引起电离层扰动的各种因素,包括太阳活动、地磁活动、大气波动、剧烈天气以及其它方面(例如地震、火山以及人类活动等);提出了地震电离层前兆研究的一般步骤流程:地震事例筛选-电离层观测参量筛选-异常识别与提取-地震电离层前兆确认;介绍了目前地震影响电离层的三种可能途径:化学、机械波和电磁途径;总结了地震电离层前兆地基和天基监测手段;最后提出了地震电离层前兆研究的几个重点需要解决的问题.     

Radio wave propagation effects produced by chemical releases in the ionosphere

As an effective means to actively modify the ionosphere,chemical release can produce artificial ionospheric holes as a consequence of ionization depletion,which can greatly impact on radio wave propagation.In this paper,on the basis of the pre-study results on ionospheric disturbances produced by some representative chemical releases,the radio waves propagation effects of ionospheric holes that are produced by two different release species,water(H2O) and sulfur hexafluoride(SF6),had been investigated and simulated by the three-dimensional(3-D) numerical ray tracing.The results show that ① the appearance of various artificial ionospheric holes can lead to certain decrease of critical frequency in the ionosphere,and ② when the wave frequency exceeds the critical frequency,the rays should be multiple reflections or penetrate through the ionospheric hole and focus afterwards with the focus altitude elevated for higher frequencies.This work may provide the necessary theoretical support for chemical release experiments and the evaluation of radio wave propagation effects.     

Analysis of the ionosphere wave-motion with GPS

The periodic solar activities strongly affect the ioniza-tion of the ionosphere. Sudden enhancements in soft and hard solar X-ray and EUV radiation during solar flare can produce an immediate increase in ionospheric ionization in various degrees at different heights; altogether, they are called sudden ionospheric disturbances (SIDs), which are generally recorded as sudden increase of total electron content (SITEC), the short wave fadeout (SWF), sudden frequency deviation (SFD), sudden ph…     

通讯槽对电磁波传播随钻测量信号的影响

采用径向成层介质的Green函数分析天线屏蔽罩上通讯槽的长度、数目等参数对电磁波传播随钻测量信号的影响规律。结果表明:增加通讯槽的长度和数目可降低电磁信号的衰减,但当这些参数增加到一定数值后信号的衰减不再明显变化;一般取通讯槽的长度约0.1 m、数目在20个以内即可满足工程实际需要;当填充材料的电导率较低时,其引起的电磁信号衰减可忽略不计。     

减缩时域有限差分法在电磁干扰预测中的应用

对减缩时域有限差分(R-FDTD)法进行了改进，采用传统时域有限差分(FDTD)法计算导体和源网格处的电场，其余网格处的电场采用R-FDTD法计算．细导线附近网格上的磁场也采用传统FDTD法计算，这样可以消除直接利用R-FDTD法计算时长时间迭代后出现的不稳定性．用这种改进的R-FDTD方法分别对一个在导体壁上开有水平和垂直缝隙的矩形屏蔽外壳的电磁干扰进行了预测，得到了屏蔽外壳激励源的输出功率曲线和屏蔽外壳的泄漏功率曲线，所得的计算结果与文献报道的实验数据吻合．     

人工神经网络在电磁带隙结构设计中的应用

文章采用人工神经网络对电磁带隙结构进行建模,并结合逆向方法训练网络;神经网络用于电磁带隙结构的设计,具有缩短设计时间、降低设计成本的优点;通过文中实例可以看出,人工神经网络设计的结果与数值仿真的结果吻合良好,显示出该方法的有效性。     

FDTD／MoM用于耦合口径辐射的数值仿真

对屏蔽体耦合口径的辐射问题进行数值仿真时，导体盒内部结构的复杂性，以及导体盒外部近场到远场的变换是其中的难点所在．时域有限差分法（FDTD）可以处理内部结构复杂、非均匀介质的情况，而矩量法（MoM）擅长处理电大尺寸的辐射问题，因此可以把2种方法相结合来处理此问题．在导体盒内部由于结构和介质上的复杂性，使用了FDTD，在计算导体盒外部远场情况时，使用基于电场积分方程（EFIE）的MoM来变换到远场，从而解决了导体盒耦合口径的辐射问题，节省了计算机内存和计算时间．