检索结果-内蒙古大学图书馆

电波科学学报 2010年第3期25卷 553-558页

作者：李相强刘庆想赵柳张健穹西南交通大学物理科学与技术学院四川成都610031

在高功率径向线阵列天线的设计中,径向线内高阶模的产生过程分析及其抑制方法研究具有重要的意义。通过将模式匹配法应用到径向波导,给出了一种计算径向线馈电网络中模式转换的方法,以微波向内传输和微波向外传输的两种具体情况为算例,... 详细信息

在高功率径向线阵列天线的设计中,径向线内高阶模的产生过程分析及其抑制方法研究具有重要的意义。通过将模式匹配法应用到径向波导,给出了一种计算径向线馈电网络中模式转换的方法,以微波向内传输和微波向外传输的两种具体情况为算例,对因耦合探针的插入引起的微波模式转化进行了定量的类比计算,得到了产生的微波模式阶数与探针个数的定量关系,并以此为基础分析给出了馈电网络中单模传输的必要条件。结果表明:为了保证径向线馈电网络的单模传输,在径向线的一定位置处可以插入的探针个数受上限和下限的双重制约,且在实际设计中应尽量选择限定条件的中间部分来确定阵列天线的布局。

关键词：模式匹配法高阶模阵列布局耦合探针径向线

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基于位移响应协方差参数变化比和模式匹配的梁结构损伤识别方法研究

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应用力学学报 2020年第4期37卷 1784-1791,I0028页

作者：李雪艳赵志强王立新暨南大学力学与建筑工程学院“重大工程灾害与控制”教育部重点实验室广州510632 深圳防灾减灾技术研究院深圳518003

使用结构位移响应参数进行结构损伤识别,首先推导和建立了位移响应协方差参数的解析公式,它是结构频率、振型和阻尼等模态参数的函数。通过理论推导发现,在一定损伤程度范围内,位移响应协方差参数变化比值只与损伤位置有关,受损伤程度... 详细信息

使用结构位移响应参数进行结构损伤识别,首先推导和建立了位移响应协方差参数的解析公式,它是结构频率、振型和阻尼等模态参数的函数。通过理论推导发现,在一定损伤程度范围内,位移响应协方差参数变化比值只与损伤位置有关,受损伤程度的影响较小。结合模式匹配法,使用模态置信准则得到各种可能损伤状态下的置信准则值,找出变化比向量最匹配(置信准则值最大时所对应的损伤状态),即为识别出来的损伤。本文对一个三跨连续梁进行数值模拟来验证该方法的有效性。通过算例发现:与损伤单元有关的位移响应协方差参数变化比值最大,相同损伤位置、不同损伤程度时,变化比向量之间具有大于0.99的置信准则值;而不同损伤位置、相同损伤程度的变化比向量之间的置信准则值则较低。最后进行了损伤工况研究,成功识别出了损伤位置,表明该方法是有效的。对于实际工程结构,可以通过位移响应(或加速度积分得到位移)协方差参数变化比值的连续监测来预警结构损伤的发生。本文提出的方法无需结构模型,计算简便,具有较好的工程应用性。

关键词：结构损伤识别模式匹配法位移响应协方差脉冲响应函数

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基于电阻率敏感性函数的随钻电磁波测井探测特性研究

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地球物理学报 2020年第5期63卷 2096-2106页

作者：邓少贵蔡联云王磊袁习勇张盼刘天淋中国石油大学(华东)地球科学与技术学院青岛266580 青岛海洋科学与技术国家实验室青岛266237

为研究地层电性变化时不同区域对电磁波测井响应的贡献分布,从响应信号对地层参数求偏导的角度,给出一种新的电阻率敏感性函数定义,引入模式匹配法对纵向成层、径向非均匀介质敏感性分布进行快速模拟;通过对敏感性函数纵、横向积分给出... 详细信息

为研究地层电性变化时不同区域对电磁波测井响应的贡献分布,从响应信号对地层参数求偏导的角度,给出一种新的电阻率敏感性函数定义,引入模式匹配法对纵向成层、径向非均匀介质敏感性分布进行快速模拟;通过对敏感性函数纵、横向积分给出了单发双收线圈系纵、横向探测范围,研究了井眼、频率、背景地层电阻率等对探测特性的影响.结果表明:敏感性函数能够定量表征响应对地层纵向与径向微观与宏观敏感性,幅度比与相位差敏感性分布形态类似,幅度比较广较深,而相位差分辨率高,敏感范围小;敏感性函数进行径向积分后可表征仪器的探测深度,与伪几何因子对比达到了同样的效果;背景地层电阻率在1~100Ωm变化时,工作频率2 MHz下幅度比探测深度约为0.6~2.3m,相位差为0.3~0.8m,幅度比50%纵向积分敏感性层厚约为0.3~1.6m,相位差约为0.2~0.6m;异常体与背景地层电阻率对比度在1~50变化时,引起的探测深度与敏感性层厚差异约为0.1~0.2m,远小于地层电阻率的影响.

关键词：随钻电磁波测井电阻率敏感性探测特性模式匹配法

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基于模式分析的馈源天线多频辐射与耦合特性研究

基于模式分析的馈源天线多频辐射与耦合特性研究

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作者：张鹏宇哈尔滨工业大学

学位级别：博士

喇叭天线由于具有功率容量大、传输损耗低、性能稳定度高等特性,被广泛应用于现代微波工程领域。角锥、圆锥等单模喇叭天线的结构相对简单,口面场分布比较规则,具有近似的解析形式的辐射场量表达式。而对于具有复杂腔体结构的馈源天线,... 详细信息

喇叭天线由于具有功率容量大、传输损耗低、性能稳定度高等特性,被广泛应用于现代微波工程领域。角锥、圆锥等单模喇叭天线的结构相对简单,口面场分布比较规则,具有近似的解析形式的辐射场量表达式。而对于具有复杂腔体结构的馈源天线,则需借助有效的数值方法进行分析与设计。随着现代通信、遥感技术的发展,人们已不满足于高增益天线系统的单频收发功能,而是希望借助一套收发设备完成多频段的功能集成,这就给馈源天线的设计带来了极大的挑战,除对传统设计方案的不断改进外,还需借助更为高效的数值仿真技术和优化流程,以在有限的时间要求内完成复杂的多目标优化任务。本文通过对现有多频馈源天线应用背景、实现形式、分析方法等方面的详细分析,针对军民领域需求均日趋强烈的多频卫星通信系统,以高计算效率、高性能指标完成度为出发点,提出了馈源天线基于模式分析理论的完整数值解决方案,具体包括常见的旋转对称喇叭天线内部均匀、不均匀腔体的多模等效电路模型分析、馈源天线在开放空间中的辐射、阻抗特性分析及在反射面天线系统中的耦合特性分析。同时,借助全波仿真、实验分析等手段,验证相关数值模型的计算效率与精度。本文首先分析了多频馈源内部腔体中可能包含的各类混合波导间及混合波导与均匀波导间的不连续结构,利用模式匹配法(Mode-Matching Method,MMM)计算各自的广义散射矩阵(Generalized Scattering Matrix,GSM),并通过严格的数学推导得到相邻波导间不同本征模式功率耦合系数的解析表达式,通过联合已被广泛讨论的均匀波导不连续结构和矩阵级联技术,可以快速建立各类典型馈源喇叭内部腔体的多模等效电路模型,从而将喇叭天线复杂的数值分析模型简化为腔体等效电路与辐射口面不连续结构的广义级联。进而,利用边界轮廓模式匹配法(Boundary Contour Mode-Matching,BCMM)计算其辐射口面的GSM,联合上述利用MMM获得的喇叭内部腔体GSM,可以直接建立喇叭天线辐射问题的完整GSM表示;在天线输入端口的激励模式确定后,可以解析地计算其在任意区域内的辐射场量,以及反射系数、带间隔离度等端口特性。为验证该混合模式分析方法,针对近年来市场发展迅速的Ku/Ka双频卫星通信,提出了两种Ku/Ka多频馈源天线的一体化设计,均采用介质、波纹混合加载技术,以优化其在双波段收发频带内的辐射特性,前者采用小口径开口波导设计,可以实现较宽的主辐射波束,主要应用于车载卫星通信地面站等对抛物面天线结构尺寸严格限制的功能平台,以保证抛物面多频带内稳定的高口面效率;后者旨在实现多频带内一致的辐射方向图特性,包括稳定的相位中心、主瓣宽度和辐射增益,以近似理想高斯波束的形式为反射面提供入射激励。同时,二者均可实现多频带内低交叉极化电平、旋转对称方向图、稳定的相位中心,以及良好的输入端口阻抗匹配和充分的带间隔离度。利用混合模式分析方法联合基于遗传算法的多目标优化流程,分别展开对上述多频馈源天线的全局优化,通过与全波仿真工具计算结果和实验测试数据的对比,验证了该算法极高的计算效率和数值精度。该混合算法可广泛应用于各类旋转对称馈源天线的优化设计中,尤其针对介质加载型馈源结构,通过提供完整的波导不连续结构等效电路模型库,严格地建立与馈源真实结构一致的模式分析数值模型,可以保证足够的计算精度,同时突出体现效率上的优势。同时,为构建完整的Ku/Ka双频馈源系统,针对上述馈源喇叭所采用的同轴波导混合馈电结构,分别提出了用于Ku波段正交线极化信号隔离的十字转门型同轴波导正交模耦合器和用于Ka波段正交圆极化信号激励的双频双圆极化器。前者可以保证全Ku波段内良好的阻抗匹配和高正交端口隔离度,通过调整其内部匹配块的几何尺寸,可以实现对具体应用频带的深度性能优化;后者可以实现Ka波段收发频带内任意形式的圆极化激励模式。最后,本文针对反射面天线系统中馈源天线的耦合、辐射问题,提出了基于广义网络理论的严格分析方法。通过计算相关辐射源、散射体基于GSM的多模等效电路模型,并借助球面波的平移叠加定理建立各单元间的等效空间传输线,可以实现各离散单元的快速独立分析与有效互连,从而极大地提高了计算效率。提出了两种喇叭辐射口面不连续结构的严格GSM计算方法。同时,可以利用BCMM分析具有平滑表面的金属散射体,以获得其基于球面波展开形式的入射、反射场单端口网络等效电路模型。进而,针对耦合影响显著存在的两类馈源天线系统级架构:馈源阵列和双反射面天线,分别利用上述方法对馈源间及馈源与副反射面间的耦合效应展开分析,从而获得其准确的辐射特性。为解决传统全波仿真技术在多频馈源天线优化设计及多馈源天线、散射体间耦合、辐射特性分析上的低计算效率问题,本文提出了完整的基于模式分析理论的数值计算方法,并通过在各类具有实际应用背景的数值分析

关键词：模式匹配法边界轮廓模式匹配法喇叭天线多频馈源馈源阵列副反射面

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太赫兹波导双工器研究

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红外与毫米波学报 2018年第4期37卷 493-500页

作者：王婧张升伟罗阳锦孟进中国科学院国家空间科学中心微波遥感重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100190

利用微小卫星组网进行对地观测,实现微波器件小型化已成为目前空间遥感的发展趋势之一.针对微小卫星大气微波探测仪,设计了两款高性能的太赫兹波导双工器.利用模式匹配法分析双工器中不连续单元并进行双工器参数优化.在89 GHz滤波器部... 详细信息

利用微小卫星组网进行对地观测,实现微波器件小型化已成为目前空间遥感的发展趋势之一.针对微小卫星大气微波探测仪,设计了两款高性能的太赫兹波导双工器.利用模式匹配法分析双工器中不连续单元并进行双工器参数优化.在89 GHz滤波器部分采用改变谐振腔宽度的方法来提高带外抑制.仿真结果表明,两款双工器具有良好的插损、带外抑制、回波损耗等性能,证明了模式匹配法对太赫兹器件设计的有效性.

关键词：太赫兹波导双工器模式匹配法带外抑制

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考虑高次模的孔缝腔体屏蔽效能计算方法

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高电压技术 2017年第10期43卷 3344-3350页

作者：高雪莲马士杰杨凯李丹华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

针对现有孔缝腔体分析方法精度较差的缺点,在模式匹配法基础上,提出一种基于电磁拓扑理论的孔缝腔体屏蔽效能(SE)混合计算方法;该算法能快速准确地计算任意入射、任意极化平面波照射腔体以及任意位置开孔、双面开孔腔体的屏蔽效能。根... 详细信息

针对现有孔缝腔体分析方法精度较差的缺点,在模式匹配法基础上,提出一种基于电磁拓扑理论的孔缝腔体屏蔽效能(SE)混合计算方法;该算法能快速准确地计算任意入射、任意极化平面波照射腔体以及任意位置开孔、双面开孔腔体的屏蔽效能。根据模式匹配法将腔体孔缝等效为不连续波导边界,通过求解耦合系数得到孔缝散射矩阵;然后采用电磁拓扑的方法分析孔缝腔体,绘制出物理模型的电磁拓扑信号流图,得到传播关系方程和散射关系方程;最后可获得腔体内任意点处的电压值,从而得到孔缝腔体内部屏蔽效能。通过将理论计算结果与CST仿真结果进行对比,验证了该混合方法在0~2 GHz范围内的计算结果明显优于Robinson等效电路法,且比CST占用的时间短、资源少。

关键词：模式匹配法电磁拓扑耦合系数散射矩阵屏蔽效能电磁特性

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有孔矩形金属腔体屏蔽效能的估算

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强激光与粒子束 2011年第3期23卷 743-748页

作者：吴刚张新刚刘波中国空间技术研究院西安分院西安710100

使用模式匹配法和基于矩量法求解的混合位积分方程预估了有孔缝金属屏蔽腔体的屏蔽效能,该算法考虑了孔缝厚度、孔缝形状、入射波极化方向及高次模等因素对屏蔽效能的影响。通过对经典孔缝电磁耦合模型的数值仿真,验证了该算法具有较高... 详细信息

使用模式匹配法和基于矩量法求解的混合位积分方程预估了有孔缝金属屏蔽腔体的屏蔽效能,该算法考虑了孔缝厚度、孔缝形状、入射波极化方向及高次模等因素对屏蔽效能的影响。通过对经典孔缝电磁耦合模型的数值仿真,验证了该算法具有较高的准确性和计算效率。数值仿真表明:当屏蔽腔体上的孔缝为矩形且入射波的电场极化方向平行于矩形缝隙的短边时,对应于该极化方向的腔体屏蔽效能是所有极化方向中最差的;当频率低于主谐振频率时,测试点距离缝隙越近,该点的耦合场越强,屏蔽效能越差;在孔缝面积相同的情况下,正方形孔缝的屏蔽效能要优于矩形孔缝的屏蔽效能。

关键词：屏蔽效能耦合模式匹配法混合位积分方程矩量法

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波纹误差对同轴布拉格结构反射特性的影响

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强激光与粒子束 2015年第8期27卷 113-118页

作者：赖颖昕危喜临王善进张世昌东莞理工学院电子工程学院广东东莞523808 西南交通大学信息科学与技术学院成都610031

利用模式匹配法建立了分析波纹参数具有随机误差的矩形槽同轴布拉格结构反射特性的理论模型,并以一个以基模(TEM)工作于220GHz附近的矩形槽同轴布拉格结构为例,研究了矩形凹槽的深度、宽度、周期长度以及位置的随机误差对其反射率频率... 详细信息

利用模式匹配法建立了分析波纹参数具有随机误差的矩形槽同轴布拉格结构反射特性的理论模型,并以一个以基模(TEM)工作于220GHz附近的矩形槽同轴布拉格结构为例,研究了矩形凹槽的深度、宽度、周期长度以及位置的随机误差对其反射率频率响应的影响。数值模拟结果表明:在给定的误差范围条件下,凹槽宽度与位置的随机误差对该结构的反射性能影响较小,而凹槽深度与周期长度的随机误差是影响结构反射特性的主要因素,因此在结构的加工制备过程中应视器件性能要求严格控制两者的制造公差。

关键词：同轴布拉格结构模式匹配法矩形槽加工误差反射率

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矩量法的一般波端口电磁建模方法

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西安电子科技大学学报 2024年第3期51卷 38-45页

作者：丁宁侯鹏赵勋旺林中朝张玉西安电子科技大学电子工程学院陕西西安710071 陕西省超大规模电磁计算重点实验室陕西西安710071

针对矩量法中非规则截面波端口的电磁建模问题,提出了一种基于高阶基函数矩量法的一般波端口建模方法。基于等效原理和模式匹配法建立了波端口表面积分方程,并利用二维有限元法对非规则波端口的模式进行高精度数值分析,将矩量法的规则... 详细信息

针对矩量法中非规则截面波端口的电磁建模问题,提出了一种基于高阶基函数矩量法的一般波端口建模方法。基于等效原理和模式匹配法建立了波端口表面积分方程,并利用二维有限元法对非规则波端口的模式进行高精度数值分析,将矩量法的规则波端口模型拓展为可用于规则及非规则波端口建模的一般波端口模型。在此基础上,使用定义于双线性曲面四边形单元的高阶基函数取代传统低阶基函数,减少了矩量法矩阵的未知量,显著降低了算法的内存需求和计算时间。通过数值算例对方法进行测试,与有限元法的数值结果进行对比,验证了方法的正确性;与低阶矩量法的数值结果对比,验证了方法的高效性。结果表明,该方法进行一般波端口模型建模仿真具有高效率和高数值精度的特点。

关键词：矩量法模式匹配法特征值非规则截面波端口

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模式匹配与综合方法设计Ka频段同轴-波导转换器

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微波学报 2009年第2期25卷 70-73页

作者：朱大红齐锋南京电子技术研究所南京210013

用高精度的模式匹配法对矩形波导和同轴线的不连续性进行了理论分析,并结合综合法中的阻抗变换,分析和设计了Ka频段矩形波导-同轴转换器,借助于功能强大的仿真软件AnsoftHFSS对它进行了电磁场仿真分析和实验验证,实验结果表明：在26.5~4... 详细信息

用高精度的模式匹配法对矩形波导和同轴线的不连续性进行了理论分析,并结合综合法中的阻抗变换,分析和设计了Ka频段矩形波导-同轴转换器,借助于功能强大的仿真软件AnsoftHFSS对它进行了电磁场仿真分析和实验验证,实验结果表明：在26.5~40GHz内,带内插损不大于1.0dB,驻波比不大于1.2,其性能指标达到国内较高水平,满足工程应用要求,最后通过仿真和实验结果的比较验证了此方法的有效性。

关键词： Ka频段模式匹配法阻抗变换综合法转换器

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