多导体传输线高频场线耦合渐近法分析

基于理想地面上单导体传输线渐近法,提出了改进的多导体传输线渐近法。与已有多导体传输线渐近法相比,所提方法步骤简单,求解效率高。利用所提方法计算电磁波与不同结构多导体传输线网络之间的耦合,结果与全波分析方法计算结果吻合很好。在此基础上,分析了多导体传输线导线间距对沿线感应电流的影响。结果表明,随着导线间距变化,矩形网络和平行网络沿线感应电流波形变化趋势不同,且当间距大于一个波长后,平行网络和理想地面上相同结构的单导线具有相同的沿线感应电流。     

电磁波与复合材料板上传输线的耦合分析

利用单层均匀模型等效非均匀碳纤维复合材料,获得等效电磁参数,进而采用基于全波分析方法的仿真软件研究了碳纤维的排列方向以及入射波参数对传输线终端负载感应电流的影响。结果表明,当导线与碳纤维方向平行时,其场线耦合规律与同电导率导电板上的场线耦合变化规律基本一致,且负载感应电流大于导线与碳纤维正交时的感应电流。当电磁波垂直于复合材料板入射时,负载感应电流大于同等条件下电磁波平行入射时的感应电流。     

近地长电缆对高空电磁脉冲晚期部分的响应

 根据传输线理论，计算了高空电磁脉冲晚期部分作用下近地长电缆外导体的感应电流，给出了电缆取不同长度、端接不同阻值负载时的电流波形。计算结果表明，当电缆长度为几十km，外导体两端接地，其感应电流峰值可达数十A，且随电缆长度的增加而增加，但电流增幅随电缆长度的增加逐渐变慢。当接地电路中串接较大电阻时，感应电流峰值明显降低。     

一种计算多导体传输线电磁脉冲响应的时域方法

基于波形松弛技术, 提出一种计算外界电磁脉冲激励下理想大地上无损多导体传输线瞬态响应的时域迭代方法。首先利用波形松弛技术对复频域内多导体传输线的电报方程进行解耦, 其中相邻导线的耦合作用等效为线上的分布源, 从而使电报方程转换为一系列关于独立导线的解耦方程组; 然后将复频域内传输线的解耦方程转换到时域, 根据时域方程建立相应的等效电路; 最后利用电路仿真软件PSCAD计算电磁脉冲激励下多导体传输线的瞬态响应。本文时域方法的计算结果与时域有限差分(FDTD) 法计算的结果进行对比, 证实了该时域方法的有效性和准确性, 这为工程和科研人员快速评估、分析电磁脉冲激励下多导体传输线的瞬态响应问题提供了一种可靠方法。     

基于传输线原理的混响室散射场场线耦合模型

基于传输线原理,构建了均匀分布在单位球表面的入射波用于模拟混响室内"全向辐照"的电磁辐照模型,并利用Agrawal散射电压公式计算双导线传输线模型的终端负载响应电流。研究了均匀分布在球面入射波的入射方向、极化方向以及入射波数量对传输线终端响应的影响,并将数值计算结果与蒙特卡罗方法的计算结果进行对比。结果表明:分布在球面上的电磁波入射角为0~π、极化角度为0~π时,即可满足响应信号的数值完整性;入射电磁波数量达到100时,能够满足混响室内"全向辐照"的要求;理论模型计算结果与蒙特卡罗方法的计算结果吻合较好,该模型可以用于混响室内散射场场线耦合规律计算。     

高空电磁脉冲作用下地面电缆屏蔽层感应电流的数值模拟

 用传输线法对高空电磁脉冲作用下地面电缆屏蔽层感应电流进行了数值模拟，得到了电缆皮电流随入射场波形、电缆长度、电缆屏蔽层两端接地状态的变化规律，部分计算结果与时域有限差分法计算结果及实验结果进行了比较，它们间有较好的一致性。     

信号传输线趋肤效应的分析

信号传输线的趋肤效应直接影响传输性能.通常引用半无限大导体对入射电磁波的衰减规律来定性说明传输线上的趋肤效应.本文则根据麦克斯韦方程组对导线内的电流分布进行分析,得出了导线内电流存在趋肤效应的结论,并推导了孤立圆导线单位长度的电阻计算公式.     

孔缝腔体内多导体传输线的耦合响应

 为研究外部激励源对孔缝腔体内线缆的耦合响应问题,提出了基于矩量格林函数法（MoM-GF)和BLT方程的混合方法,这是一种半解析半数值的方法。MoM-GF法可以精确计算孔缝处的等效磁流,利用并矢格林函数可求得孔缝腔体内的电磁场分布;对于腔体内为双导线的情况,采用Taylor模型的BLT方程,给出了腔体内双导线终端的感应电压和感应电流的计算公式,求得导线上任意点的耦合响应。用计算机程序计算了孔缝腔体的屏蔽效能,验证了混合方法的准确性;并对孔缝腔体内双导线的耦合进行了数值计算。     

传输线长度对静电放电防护器件性能测试的影响

为了研究传输线长度对静电放电防护器件性能测试结果的影响,建立了静电放电模型和传输线脉冲模型两种试验系统,对某限压型防护器件进行了快沿电磁脉冲注入试验,并进行了理论分析。结果表明:传输线长度对静电放电防护器件性能测试结果具有极大影响,选用不当会导致错误结论;在对静电放电防护器件性能测试时,应优先采用传输线脉冲测试法;当采用静电放电脉冲测试法时,其传输线长度不应小于8 m。     

轨道电路系统长钢轨电容补偿电磁脉冲耦合效应

结合时域有限差分(FDTD)方法、传输线方程和长钢轨激励场快速计算方法,研究了一种高效的时域混合算法,实现长钢轨电容补偿电磁脉冲耦合效应的时域快速计算。首先,为避免对钢轨不规则结构的直接建模,根据趋肤效应,将钢轨等效为管状导体模型并提取对应的单位长度分布参数。然后,根据长钢轨激励场快速计算方法,快速计算长钢轨沿线电场分布,并结合传输线方程构建钢轨等效圆柱模型与补偿电容一体化的电磁耦合模型。最后,使用FDTD方法求解传输线方程,获取钢轨沿线各点的电磁脉冲耦合响应。研究结果表明,钢轨耦合电流波形不断展宽,但是峰值随长度增加到一定值后达到饱和状态,此结论可为轨道电路系统电磁防护设计提供重要的数据支撑。     

延迟线长度对全光纤光学电流互感器的影响

基于法拉第效应的Sagnac干涉仪型光学电流互感器可精确测量电流,因此受到广泛关注。延迟线在典型的串联型电流互感器结构中起到不可或缺的作用,其长度变化会影响系统输出,从而有可能使解调出的法拉第相移引入误差。通过对琼斯矩阵得出的理想系统输出进行理论分析与数值仿真实验,研究了延迟线长度变化对尺度因子的影响。研究结果表明,在一定条件下,延迟线长度失匹配会使尺度因子误差超过0.2%,而温度变化导致的延迟线光程变化产生的尺度因子误差不够明显。因此,建议在采用典型的串联型Sagnac结构及该解调方案时,延迟线长度最好与调制圆频率相匹配,如有特殊需求,实际长度与匹配长度的偏差不要超过50m,或者将所有器件整合在一起,采用专用线传输。     

Experimental modelling of high frequency circuits at low audio frequencies part I

At microwave frequencies, frequent use is made in circuit design of the electrical properties of short lengths of resistively terminated transmission line. It will be shown in the following contribution that circuits based on high frequency distributed lines can usefully be modelled at low audio frequencies using lumped element lines.     

Propagation and nanofocusing of infrared surface plasmons on tapered transmission lines: Influence of the substrate

We study the propagation of mid-infrared surface plasmons on non-tapered and tapered two-wire transmission lines on Si and CaF₂ substrates, the two materials representing substrates with large and small refractive index, respectively. A comparative numerical study predicts a larger effective wavelength and an increased propagation length (i.e. weaker damping) for the CaF₂ substrate. By near-field microscopy we image the near-field distribution along the transmission lines and experimentally verify surface plasmon propagation. Amplitude- and phase-resolved near-field images of a non-tapered transmission line on CaF₂ reveal a standing wave pattern caused by back-reflection of the surface plasmons at the open-ended transmission line. Calculated and experimental near-field images of tapered transmission lines on Si and CaF₂ demonstrate that for both substrates the mid-IR surface plasmons are compressed when propagating along the taper. Importantly, the nanofocus at the taper apex yields a stronger local field enhancement for the low-refractive index substrate CaF₂. We assign the more efficient nanofocusing on CaF₂ to the weaker damping of the surface plasmons.     

一种正六边形检测方法的研究

提出了一种基于几何特征的正六边形检测方法。在简述Hough变换原理和正六边形特点的基础上,把正六边形的检测分解成直线和圆的检测,以及线段长度和直线夹角的计算。利用检测到的直线,在图像平面内建立直线方程,依据直线方程,计算相邻两条直线的夹角和交点,求出每条边的长度,同时检测6个交点是否均匀分布在同一圆周上。在螺栓头部正六边形检测实验中,角度测量误差为0.38%,边长测量误差为0.85%。结果表明,该方法是有效的,能准确地检测出图像中的正六边形。     

雷电电磁脉冲对架空电力线的耦合效应

 从传输线模型出发，通过建立雷电回击通道、大地和电力线系统一体化模型，采用时域有限差分法计算得出雷电回击电流的近场分布，将场值代入离散的传输线方程后，计算了架空电力线终端的感应过电压。通过对多导体架空线和单导体线终端感应过电压的分析，发现由于其它导体的存在，多导体系统中单根导体两端的感应电压峰值比相同高度处单一导体两端的感应电压峰值低10%～20%；并且对于垂直导体结构，最小感应电压产生在距离地面最近的导体上；而对于水平导体结构，最小感应电压产生在中间导体上。     

基于铁氧体传输线的脉冲陡化技术仿真研究北大核心CSCD

铁氧体传输线的脉冲陡化技术能够实现高频高功率快前沿脉冲输出,且具有固态化和紧凑化优点,已广泛应用于高功率微波源。关于铁氧体传输线脉冲陡化特性的仿真计算缺乏较为精确的模型,因此利用COMSOL仿真软件建立了铁氧体传输线仿真模型,考虑电磁波传播与磁芯磁化进动之间的相互影响,将Maxwell方程与Landau-Lifshitz-Gilbert(LLG)方程结合进行仿真计算,与实验结果进行对比验证了仿真模型的准确性。再在此模型基础上,研究了不同传输线长度、不同电压幅值,以及不同外加偏置磁场对脉冲波形的影响。结果表明:脉冲前沿随传输线长度的增大及电压幅值的增大而减小;外加偏置磁场对脉冲前沿有影响,选择合适的外加偏置磁场可以实现最小脉冲前沿输出。