人工磁流源辐射VLF波的传播特性研究

利用大功率高频(HF)电波对多个电离层区域进行调制加热,使电离层中的自然电流产生振荡,被调制的电流组成VLF磁流源,以此作为辐射VLF波的小环天线。利用全波解的方法对磁流源向下辐射的电磁波在电离层中的传播进行数值模拟,计算出在海面上的场强,分析在不同电离层参数和地磁场参数条件下对传播衰减的影响。结果表明：VLF磁流源的磁偶极矩与调制频率和加热功率有关,调制频率越低,加热功率越大,所产生的磁偶极矩越大。调制过程中所产生的电子温度变化对电磁波的传播衰减影响很小,而地磁场参数对传播衰减的影响较大。     

基于波导模式的甚低频场强计算方法

受电离层反射的影响,甚低频（VLF）电波传播过程中会发生干涉,再加上电波传播本身的衰减、地理环境、电离层高度等多因素影响,使得甚低频场强计算十分困难。基于地球-电离层波导的传播模型,运用波导模式理论对甚低频电波的场强进行计算。对计算结果和实测数据的对比分析表明,波导模式理论能够准确地对甚低频场强进行预测。     

应用FDTD法分析甚低频传播特性

应用时域有限差分（FDTD）方法分析甚低频在地电离层波导中的传播特性。使用时域电磁场数值计算方法计算白天全海水传播路径电波传播的衰减，分析复杂边界条件中VLF电波传播损耗，并对波导边界变化对VLF传播特性的影响作了讨论。计算结果表明，加法能够准确地仿真VLT在地电离层波导中的传播特性，并能充分的反映波导边界参数变化对VLF传播的影响。     

基于环境参数预测的VLF传播效应研究

基于传播媒质环境地-电离层参数的统计预测,对VLF电波的传播效应进行预测,为系统在运行中调整其可变参数或在特定参数条件下避开传播衰减与扰动,提供传播环境服务,使系统工作性能与信道特性达到良好匹配,从而提高水下通信效能。     

基于短波天波场强的仿真分析及最佳值研究

阐述了短波天波传播的各种损耗与接受点的场强计算公式,并基于Matlab工具进行了计算机仿真计算。针对1E、1F两种传输模式,对其中的电离层吸收损耗与季节时刻等参数作了较为详细的仿真与分析,并通过结果找到适合的短波天波通信工作的频率及季节时刻。     

罗兰C信号海岸效应计算与分析

本文针对罗兰C信号传播过程中的海岸效应进行了计算与分析。采用米林顿方法模拟计算了罗兰C信号在穿越海岸线传播中的强度以及传播时延,并将计算结果与实验数据进行了对比分析。根据计算结果,当罗兰C信号穿越海岸线时,其信号在场强和船舶时延上都有较大变化。通过与实验数据的对比,发现米林顿方法在预测罗兰C信号穿越海岸线的强度方面十分成功,而对时延的预测精度却与测量点的位置密切相关。     

空间环境因素对VLF通信系统性能的影响

VLF通信是远距离、稳定的对潜通信方式。找出了两种影响通信质量的空间因素——大气波导和大气噪声，分析了大气波导对信号场强的影响，以及大气噪声对接收机误码性能的影响，指出了提高VLF通信质量的方法。     

鲆鲽鱼型双驱动仿生机器鱼水动力研究

为了分析仿生机器鱼的推进模式并预测水下推进性能,对其水动力特性开展研究。基于鲆鲽鱼型双驱动仿生机器鱼和波动推进理论,研究入流速度和波动频率对自推进性能的影响。对胸鳍在不同攻角下的升阻比进行数值计算,最佳攻角为20°。通过研究掌握了影响运动性能的主要因素,确定了计算自推进速度的数值方法,改进了机器鱼波动推进模型。研究结果显示,尾部波动频率是最关键参数,对仿生机器鱼的推力和启动响应速度有直接影响。     

基于罗兰C的UUV浅海导航定位技术

在设计并实现罗兰C全向磁天线的基础上,通过对罗兰C信号传播场分量进行分析,认为水下采用磁天线接收水平磁场信号是UUV的最佳选择,在此基础上,结合场强预测的布雷默曲线和水中信号衰减规律,仿真计算了罗兰C信号在不同距离和深度上的磁场场强以及水下磁天线所能感应的电压值。利用所设计的磁天线,开展了水下接收罗兰C磁信号的试验,结果表明在表层水域(深度小于5 m时),UUV利用罗兰C进行定位导航是可行的。     

开孔金属腔体场强增强效应分析

为分析开孔金属腔体的场强增强效应,以正方形金属腔体为受试对象,基于数值计算软件CST建立开孔金属腔体场强增强效应计算模型,分析开孔形状、开孔尺寸、入射波极化方向等不同参数对孔缝中心及腔体中心场强增强效应的作用规律。提出使用GTEM小室进行开孔腔体电磁耦合测试新方法,搭建实验平台,验证数值计算结果的正确性,阐释场强增强效应耦合机理。结果表明:当面积相同时,和正方形、圆形孔缝相比,长方形孔缝的场强增强效应显著,长方形孔缝的长宽比越高,场强增强效应便越大;长方形孔缝的增强效应与垂直于孔缝长边的电场分量呈正比;腔体壁厚是影响场强增强效应的关键因素之一;在孔缝中心沿中轴线附近,时域场强峰值呈指数衰减;孔缝中心和腔体中心的场强增强效应耦合机理不相同。     

基于传输线方法的电缆耦合预测技术

针对工程中的电缆耦合问题,着重探讨了电缆耦合预测的计算方法.运用多导体传输线的理论为均匀/非均匀介质中的电缆耦合建立相应的等效电路模型,并采用计算电磁学中的有限元数值计算方法获取该电路模型里的电容、电感参数.在此基础上,借助软件工具对三条电缆间的耦合情况进行仿真计算,分析信号频率、电缆长度对电缆耦合的影响,以此作为电缆敷设的指导依据,从而实现电缆耦合预测.     

二维波状摆动式鱼类自主航行推进性能研究

利用计算流体动力学软件Fluent对二维波状摆动式鱼类自主航行的水动力特性进行了数值模拟.在给定鱼体波动变形方程的基础上,编制实时计算鱼体不同波动参数下鱼体航行速度的程序模块,建立了波状摆动式鱼类自主航行的数值计算模型.研究了不同运动参数下的水动力性能、流场结构及航行速度,结果表明,随着摆动频率及波长的增加,鱼类能够获得更大的推力及自主航行速度.     

雷电放电空间的电磁场分析

将雷电放电通道简化为一通电的直导线,其通道中的电流采用双指数雷电流模型.根据电磁场理论建立了雷电放电空间的物理模型,由傅立叶变换把双指数雷电流展开为不同频率正弦波的叠加,依次计算各频率的场强分量,得到空间电磁场的分布.利用Mathematica计算机软件编程计算,数值结果与有关文献的结果较一致;有关数值结果可供计算机等电子、电力设备与系统特别是微电子设备与系统的抗干扰设计参考.     

基于罗兰C的UUV浅海导航定位技术研究

罗兰C工作于长波波段,具有一定的海水穿透能力,为UUV的水下导航定位提供了途径。在设计并实现罗兰C全向磁天线的基础上,通过对罗兰C信号传播场分量的分析,认为水下采用磁天线接收水平磁场信号是UUV的最佳选择,在此基础上,结合场强预测的布雷默曲线和水中信号衰减规律,仿真计算了罗兰C信号在不同距离、深度上的磁场场强和水下磁天线所能感应的电压值。利用所设计的磁天线,开展了水下接收罗兰C磁信号的实验,结果表明在表层水域(深度小于5米时),UUV利用罗兰C进行定位导航是可行的。     

海上短波远程通信链路仿真预测

采用ICECAP高频传输预测软件对海上舰船与岸基多台站之间的短波远距离通信电路进行仿真分析,计算了最高可用频率、信噪比和舰载鞭状天线的场强分布,分析了天线的场强覆盖,在满足信噪比的要求及频率低于MUF的条件下,计算出场强中值大于接收机灵敏度的台站个数,形象地描述了海上短波远程通信过程。     

基于单一线列阵的水下测速技术研究

利用水下声音可有效传播特征,提出了利用单一线列阵测试水下运动目标速度的方法．利用不同时刻运动目标和线列阵之间的几何关系,建立了速度测试的数学模型．本文介绍了最大拟然算法和信号相位匹配原理算法,用于高精度求解运动目标的方位角（DOA）．对速度测试误差影响的关键因素进行了分析,提出了测试系统组成：在运动目标相隔一定距离部位上安装两发射不同频率的换能器,在距运动目标不远处布上装有电子罗盘和深度传感器的线列阵,同时配备有信号采集记录仪．推导了系统特别是线列阵的参数要求．考虑工程上实际误差并进行仿真计算,仿真计算表明,一个孔径小于1m的16元阵均匀线列阵的速度测试误差小于4％．消声水池和水库试验进一步验证了模型和仿真计算的正确性．     

波浪中航行船舶水动力和运动分析的Rankine源高阶面元法研究

基于三维频域势流理论,采用计及定常绕流影响的物面和自由面条件,建立了求解波浪中航行船舶水动力和运动响应的Rankine源高阶面元法。采用九节点等参单元离散船体表面,引入Rayleigh人工阻尼项消除自由面截断处波浪的反射,并基于积分方法计算物面条件中的mj项。为了反映波浪自船头向船尾传播的特性,提高数值计算稳定性和精确性,采用二阶迎风差分格式处理自由面条件中速度势的二阶空间导数。选择不同的自由面范围和网格密度对船舶在典型工况下的水动力系数进行计算和分析,以确定达到收敛要求的离散参数取值。在此基础上,针对不同船型在不同遭遇频率下的水动力和运动响应进行数值预报,并将它们与试验及其它数值方法的结果进行对比,表明用该方法计算的结果与试验数据吻合良好。该方法与基于线性均流和常值单元离散的Rankine源法相比精度更高,对于船体外飘的船舶水动力计算要比移动脉动源法更为稳定。     

编队内部短波通信频率选择分析

介绍了短波通信的特点,分析了短波地波传播过程中引起衰减的重要因素。短波地波通信时,对不同距离、频率条件下的接收点场强进行了计算。引入噪声干扰对接收点的信噪比进行计算,进而可以确定编队内部短波通信频率选择范围。分析频率选择范围是保证通信质量和持续时间的基础,对于提高编队内部短波通信效率有重要意义。     

非平坦地面上超短波的计算机场强预报

介绍超短波在非平坦地面上通信区域的计算机场强预报.阐述了地形数据库建立、通信线路地形剖面图绘制、传播类型判别、传播损耗计算的数学模型及其计算机处理方法.软件还可根据用户要求绘制服务区信号场强等级分布图.     

单相电力变压器高频传输特性研究

本文对单相电力变压器高频信号传输特性进行研究。首先建立了描述变压器高频传输特性的电路模型,模型考虑了变压器的高频寄生参数的影响。针对不同频段各种寄生参数对变压器传输特性的不同影响,将等效电路化简为不同频段的简化低阶谐振电路,并得出主导谐振点的频率计算公式。根据谐振频率法求取变压器的寄生电容参数,同时对电感参数及电阻参数也进行提取。试验与计算结果的对比验证了在50Hz～500kHz频率内所建立的电路模型具有较好的准确性。