电偶极子
- 将MATLAB融入大学物理课程教学的探索与研究*
）可以看出，电偶极子产生的电磁场电场强度只有两个分量，令电偶极子的电量为：将（7）式代入（5），并取实部，可以得到瞬时电场分布。根据电偶极子电力线的微分方程：可以得出：其中K0为积分常数，它的一组取值表示一簇电力线簇。在仿真辐射时，需将球坐标转化为直角坐标，转化关系如下：电场分布关于z 轴对称，因此电场分布与φ角无关，我们只考虑过z 轴的xoz(y=0)平面上电力线的分布图。故（10）式可简化为在电偶极子的远区场，当r>>λ时，即βr>>1，的高次幂可以忽
广西物理 2022年2期2023-01-04
- 基于三正交电偶极子天线的MUSIC 估计算法
种基于三正交电偶极子天线的实虚部分离的MUSIC 估计算法，可以在引入极化信息的同时，降低算法的计算复杂度，提高了算法的估计性能，完成对波达方向和极化信息4 个参数的估计[10]。同时，对算法进行了仿真，验证了算法的可行性，详细分析了信号信噪比、采样快拍数等对算法估计性能的影响。1 三正交电偶极子天线接收信号模型三正交电偶极子天线[11]具有水平方向全向性的特点，通过三正交电偶极子天线可以完整接收到电磁波矢量，再分别对三根天线测出来的分量进行正交解调，就能
现代电子技术 2022年23期2022-12-01
- 任意方向电偶极子在水平分层受限空间中的远区辐射场求解*
8)任意方向电偶极子在分层受限空间中的远区辐射场求解对于分析云闪回击、对潜通信、地波超视距雷达等领域中电磁特性问题具有重要意义.本文基于镜像法和偶极子在自由空间远区辐射场,建立了三层水平受限空间模型,对其间任意取向电偶极子产生的远区辐射场表达式进行了推导,综合考虑了从源点到观测点的直达波及上、下界面的一次反射波影响.在此基础上,比较分析了频率为100 kHz,6 MHz 和10 MHz 的电偶极子处于地-电离层模型中不同位置时传播的辐射特性.结果显示: 对
物理学报 2022年20期2022-10-27
- 一种具有低不圆度的宽带水平极化全向天线
排列的T 型电偶极子组成,经馈电网络馈电实现水平全向辐射;Zhao 等[9]和Shi 等[10]分别提出了一种分段环形天线,这两种天线结构较简单,均由几段电偶极子连接成一段圆环并印刷在介质板上,通过探针馈电实现水平全向辐射。但上述天线的相对阻抗带宽均小于40%(VSWR＜2),较小的带宽制约着此类水平极化全向天线的实际应用。另外一种方式是采用电偶极子阵列,将多个电偶极子均匀排布为一个圆环,经馈电后可实现水平全向辐射。例如Fan 等[11-14]提出的水平极
电子元件与材料 2022年8期2022-09-27
- 单轴晶体中产生的高纯度纵向针形磁化场*
.该方法通过电偶极子对数N 及其阵列多参数调控,利用单轴晶体中的电偶极子反向辐射构建出优化的入瞳光场,再正向紧聚焦获得所需目标磁化场.模拟结果表明:当N=1 时,单轴晶体中产生的磁化场比在同性介质中焦深长度增加近1.4 倍,横向分辨率提高5%.当N=2 和N=3 时,单轴晶体中获得的纵向针形磁化场随着电偶极子对数增加,轴向焦深增加了10%,横向分辨率提高了18%.随着磁化场轮廓表面值从0.1变化到1,针形磁化场的纯度逐渐增大到1.尤其当N=2、轮廓表面值为
物理学报 2022年14期2022-07-28
- 小型化磁电偶极子天线设计*
了互补型的磁电偶极子天线，利用电偶极子和磁偶极子方向图的互补性，将电偶极子与磁偶极子相结合，得到对称的E面和H面的方向图，在1.85～2.89 GHz的工作频段内实现了43.9 %(驻波比SWR小于1.5)的工作带宽。此后，磁电偶极子天线进入研究者的视野。文献[5]通过改进传统的Γ形馈电结构，有效地减小了磁电偶极子天线的尺寸。文献[6]提出了一种新型低剖面磁电偶极子天线，通过折叠垂直短路贴片，有效降低了天线的剖面，并在E面和H面上获得了具有高前后比的稳定的
传感器与微系统 2022年7期2022-07-15
- 基于磁电偶极子的宽带高增益天线设计*
H 提出磁电偶极子天线[4]，从方向图方面看，磁电偶极子天线是电偶极子天线与磁偶极子天线结合的产物；电偶极子在E 场为8 字形，在H 场为0 形，而磁偶极子恰巧与之相反，当两者进行恰当的组合及激励时，可使磁电偶极子天线在E 场和H 场的方向图形状一致，类似于一心形图。文献[4]的研究结论表明磁电偶极子天线不仅可实现大带宽以及高增益的性能，且尺寸相对紧凑。已有研究[5]给出磁电偶极子天线的电路模型如图1。图1 磁电偶极子天线电路原理图其中LC串联电路等效为
电子器件 2022年1期2022-06-02
- 倾斜海床下偶极子产生标量电位的表达式推导∗
［1～7］。电偶极子作为最基本的电结构，其产生的场可以直接用来模拟某些辐射场，且一定分布的电偶极子的组合理论上可以用来模拟任意电流分布产生的场，因此国内通常利用偶极子模型进行舰船电磁场分布模拟［8～10］。本文正是以水平直流电偶极子对场源进行模拟，以求得舰船水下标量电位的表达式。目前，已有研究者借助镜像法推导位于海水中的静态电偶极子在全空间中的电场分布表达式［11～13］，但这方面的研究基本都是针对空气—海水—海床平行分层环境来开展的，针对空气—海水—倾斜
舰船电子工程 2022年2期2022-03-14
- 一种磁电偶极子的5G基站天线设计
]率先提出磁电偶极子天线（Magneto-Electric dipole antenna），其利用电偶极子（Electric dipole）和磁偶极子（Magnetic dipole）在E场和H场的辐射机制，将两者巧妙地搭配组合，形成了E场和H场同等的辐射效果，具有高增益、低交叉、低后瓣的优点。其辐射原理如图1所示。运用微波电路的互补阻抗概念，其等效电路如图2所示。图1 磁电偶极子天线辐射原理图图2 等效电路图根据微波电路原理，运用阻抗的关系，式（2）可以
现代电子技术 2022年3期2022-02-16
- 基于水平时谐电偶极子模型的舰船轴频磁场传播特性分析
基于水平时谐电偶极子的模型对浅海环境中的轴频电场进行了3层介质下的电场建模，推导了其在海水中的电场分布，试验结果和理论结果一致[6]。张立琛等基于磁偶极子模型对舰艇水下轴频电磁场进行建模，减小了计算量和实测数据量[7]。陈聪等基于静态电偶极子对海水中的静态电场和磁场分布进行了建模[8]。孙玉绘等将轴频电流等效为垂直时谐电偶极子进行了三层介质下的磁场建模，求得了其在空气中的磁场分布，验证了实用性和有效性[9]。卢修宇基于多个水平电偶极子对海下磁异常目标的防腐
兵器装备工程学报 2021年12期2022-01-11
- 一种基片集成波导馈电的毫米波磁电偶极子天线设计*
5-7]。磁电偶极子天线由于具有宽频带、交叉极化低、E 面和 H 面辐射方向图相似、增益稳定、后向辐射小等优点在毫米波通信系统中得到了广泛的应用[8-9]。作为一种新型的平面天线，磁电偶极子天线具有馈电方式灵活，可以采用多种馈电方式[10]。基片集成波导(SIW)通过在低损耗、低剖面的介质基板上打若干排金属化通孔来实现电磁波的传输，是近几年工程应用研究较多的一种导波结构[11-14]。基片集成波导与传统的金属波导对比，具有易于集成、体积小、易于加工、重量轻
空间电子技术 2021年4期2021-11-10
- 层状海洋电性天线辐射电磁场高效模拟计算
电性天线看作电偶极子天线[3-4]，然后利用层状海洋模型下电偶极子天线辐射电磁场模拟解释海洋目标及海底电性参数；另一种方法是将有限长度电性天线进行均匀密集分割，将分割后每一段等效为电偶极子，再对每个等效电偶极子天线的电磁响应求和得到有限长电性天线的辐射电磁场。以上计算方法存在以下缺点或不足之处，方法一将有限长电性天线看作电偶极子天线，这种方法认为：当海洋目标（海底或海水目标）和观测传感器距离电性天线很远（相比于电性天线长度）时电性天线可以等效为电偶极子天线
航天电子对抗 2021年3期2021-08-12
- 物理特色“构造法”在问题解决中的应用
对点电荷称为电偶极子.下列三小题中，真空中带电量为+q和-q的电偶极子间距为l，各点到两电荷连线中点距离为r，r远大于l.(1)如图3，p为两电荷连线延长线上一点，求p点处的场强大小；图3 图4(2)如图4，M点为电偶极子中轴线上一点，求M点处的场强大小；(3)如图5，T为空间任意一点，T与中点连线和两电荷连线的夹角为θ，求T点处的场强大小.图5 图6下面重点分析第(3)小题.这个小题的难度不小，可以考虑：能否把这一小题要求的普遍情况转化为前两种特殊情况来
数理化解题研究 2021年16期2021-08-05
- 岸壁环境下船舶腐蚀静电场分布研究∗
模拟单元水平电偶极子的场分布表达式，分析界面对场的影响，进而探索海域边界对船舶水下电场的影响规律，从而为准确掌握复杂边界海域内船舶水下电场特征奠定基础，亦可为坞内电场测量提供依据。2 平行分层浅海环境下船舶电场标量电位分布相关研究表明［6～9］，水平电偶极子是船舶水下电场的基本模拟单元，在涂层完好的情况下，水下船舶电场的主体可用位于螺旋桨处的水平直流电偶极子在空气-海水-海床三层模型中的场分布来模拟。船舶在浅海环境中航行时，其水下电场分布受空气-海水、海水
舰船电子工程 2021年6期2021-06-28
- 低快拍下基于稀疏重构的大电磁矢量传感器阵列多维参数联合估计
MVS是由短电偶极子(其长度小于0.1倍信号波长)和小磁环(其半径小于0.015 9倍信号波长)组成的[16],这种小EMVS的弊端在于其辐射效率低,如长度为0.01倍波长的短电偶极子的辐射效率仅有36%。与小EMVS对应的是大EMVS[16],其物理尺寸更大,辐射效率更高,如长度为0.5倍波长的长电偶极子的辐射效率可达到95%。因此,大EMVS较小EMVS在工程应用中更具有优势,对大EMVS参数估计算法深入研究具有重要实践意义。目前,大EMVS参数估计算
系统工程与电子技术 2021年4期2021-04-07
- X波段正交极化电偶极子天线阵元的设计∗
交极化功能的电偶极子阵元，通过波控系统对正交放置的电偶极子天线分别馈电，实现高速脉间变极化。按照设计思路，采用HFSS仿真软件进行建模仿真，获取阵元的电参数并进行优化。2 正交电偶极子天线电参数电偶极子天线又称对称振子天线，具有体积小、成本低、便于集成的特点，适用于机载平台上的雷达阵列天线，是比较常用的基本阵元形式。天线由两根粗细均匀、长度相同的金属直导线组成，馈电端在中间端口处，导线之间的馈电端口间距较小，长度可以忽略不计。最常用的对称振子天线为半波振子
舰船电子工程 2021年3期2021-04-06
- 电偶极子在生命科学中的应用
00083)电偶极子是两个等量异号点电荷组成的系统。作为一种客观物质的存在,电偶极子是电介质理论和原子物理学的重要模型,电偶极子在自然界中无处不在。无论是简单的水分子还是复杂的DNA 生物大分子,无论是一个细胞还是组织、器官乃至整个生命体,电偶极子在其中都发挥着重要作用。本文我们就对电偶极子在生命科学中的应用进行介绍。1 电偶极子与化学键电偶极子是两个相距较近、带电量相等且符号相反的两个点电荷组成的系统(如图1所示),电偶极子的特征用电偶极矩p=ql描述,
物理与工程 2021年1期2021-03-19
- 新型双频双极化磁电偶极子天线
这些特性，磁电偶极子天线提供了一个很好的解决方案［2-3］，磁电偶极子天线是一类性能优异的宽带天线。通过电偶极子和磁偶极子的基本理论，可以发现它们两者之间存在一种对偶特性。因此，如果通过一定方式同时激励电偶极子与磁偶极子，使两者方向图在两个极化面进行叠加，最终可以在E 面和H 面得到相同的倒立的心型的方向图。这样的方向图具有低后瓣、高前后比和稳定的前向辐射性能。宽带磁电偶极子（magneto-electric dipole）天线是由Luk 和Wong［4］
现代计算机 2021年36期2021-03-14
- 水下电偶极子跟踪定位系统可观测性分析
测站条件下的电偶极子跟踪系统的可观测性和不同参数的可观测度进行分析，之后也对比了双观测站与单观测站在可观测度上的差异。（注意，对于潜艇等水下目标的电场特征，国内外普遍采用电偶极子模型的对其电场分布进行建模[8-9]，所以文中在进行可观测性分析时，将目标等效为电偶极子模型。）1 可观测分析理论由于观测方程是非线性的，所以根据 Lee和Dum等人提出的可观测定理进行分析[10]。如果对于凸集S∈Rn上所有x0，如果都能够使得式（2）是正定的，则系统在S上是完全
数字海洋与水下攻防 2021年1期2021-03-08
- 基于长电偶极子和大磁圆环的新型电磁矢量传感器双基地多输入多输出雷达角度和极化参数联合估计*
O)雷达中短电偶极子 ( L/λ1 引 言近年来, 电磁矢量传感器阵列(electromagnetic vector sensors, EMVS)由于其优良的电磁测量能力得到了众多学者的广泛研究[1−5].相比于标量阵列, 电磁矢量传感器通过利用其包含的三个相互正交的电偶极子和三个相互正交的磁偶极子分别实现对电场矢量和磁场矢量信息的获取.随着对电磁矢量传感器研究的深入, 众多学者把电磁矢量传感器应用于集中式多输入多输出(multiple-input mul
物理学报 2021年4期2021-03-04
- 有限元法在水平电偶极子电场仿真计算中的应用∗
介质下的水平电偶极子电场实验室测试对实验条件要求较高，费时费力。通过水平电偶极子在3层介质模型中构建物理模型，进行理论推导和仿真计算，以达到逼近于真实海洋环境下水平交变电偶极子水下电场分布的完整呈现。因此，本文将利用有限元法有限元仿真软件对水平电偶极子电场进行计算，并与数学模型的计算结果进行对比。2 三层模型理论［3～9］水平电偶极子模型参数：设水平电偶极子位于海水中点(0'0'h)处，模型如图1所示，以空气-海水界面作为Z=0的平面，Z=D为海水-海底界
舰船电子工程 2021年1期2021-02-26
- 电场高斯定理与库仑定律矛盾
平衡带电 电偶极子 电通量引言在《电磁学》教材中，电场的高斯定理与库仑定律是矛盾的。 实践是检验真理的唯一标准，不管一个定理被吹得神乎其神，只要找到一个反例，就可以颠覆它。这就是事实胜于雄辩！在《电磁学》中，麦克斯韦方程组占有很重要位置，被吹得可以解释一切电磁现象。电场高斯定理就是麦克斯韦方程组中的一个重要定理。但是，事实证明这个定理存在着诸多矛盾和反例，说明这个定理根本不能成立。1、问题的发现库仑定律表述如下：“在真空中，两个静止的点电荷 和 之间的相
科学与生活 2021年30期2021-02-18
- Matlab在处理静电场问题中的应用研究
atlab;电偶极子Matlab是由Matrix和Laboratory两个单词的前三个字母组成的，是一门功能强大的高级计算机语言[1]。它基于矩阵运算，将计算、绘图及动态系统仿真等诸多功能良好地融合在一起。与此同时，它也兼具程序设计语言的显著特征。近年来，Matlab在控制系统设计与仿真、信号处理、工程计算与数值分析、图像处理、金融建模设计与分析等各种领域都有着十分广泛的应用，并取得了令人满意的结果[2-5]。在Matlab中内置了大量的数学和统计计算函数
消费电子 2021年12期2021-01-13
- 基于MATLAB图像识别研究电偶极子在电场中的运动
别技术研究了电偶极子在电场下的运动规律。通过图像识别技术获得的电偶极子的运动相关的物理量表明，在小角度下，电偶极子近似做简谐振动，而大角度下，电偶极子做非简谐振动，此时阻尼更加明显。这些结果与实际情况基本吻合。本文为今后大学物理实验改革提供了一个可能的方向。关键词：数字图像;运动分析;识别跟踪;电偶极子;力电学一、数字图像识别数字图像在MATLAB中表达为2-D或3-D实数矩阵。每一像素点对应矩阵行列坐标（x，y）及该点的值f（x，y）[1]。坐标用于确定
看世界·学术下半月 2020年1期2020-09-10
- 低剖宽带磁电偶极子天线的设计*
提出了称为磁电偶极子天线的互补型天线[1]，该天线通过Г型馈电结构对电偶极子和磁偶极子同时激励，利用电偶极子和磁偶极子方向图互补叠加原理使整个天线E面和H面具有相同的辐射场图，实现43.8%的相对带宽（SWR≤1.5），带内增益达到8 dBi，天线性能优良，但是高度为0.25λ（λ是自由空间下对应的中心频率处的波长），基于这种基本天线结构，许多学者为降低剖面，拓展带宽，提高增益做出了积极的努力。文献[2]通过在天线中填充介电常数为2.65的介质材料，将天线
通信技术 2020年8期2020-08-14
- 三层介质中任意方向电偶极子旋转产生的感应电场
供理论基础。电偶极子作为研究电场的成熟模型，可对其进行有效仿真及分析。故本文针对螺旋桨旋转时产生的感应电场，提出了基于任意方向的电偶极子旋转时的建模方法，得到了该情况下电场三分量幅值及频率特征，并通过实验验证的模型仿真结果的正确性。1 理论分析将舰船螺旋桨等效为任意方向的直流电偶极子，对三层介质中电偶极子产生的感应电场利用镜像法进行推导，假设电偶极矩为Idl=Ixi+Iyj+Izk，其中i、j、k及Ix、Iy、Iz分别为x、y、z方向上的单位向量及电偶极距
探测与控制学报 2019年5期2019-11-07
- 基于SIW的双频圆极化天线设计*
结构或者一个电偶极子组合实现。尽管该方法能够实现圆极化端射辐射特性，但是存在着显著的缺陷，如带宽窄、馈电方式受限以及不易组阵等。为此，本节提出了一种基于SIW加载技术的圆极化双频天线。通过在微带贴片顶端的偶极子侧面另加载一对形状不同的偶极子实现双频特性；通过SIW口径与印刷电偶极子为两种正交的场分量提供90°的相位差，实现圆极化特性。该天线两个频段的阻抗带宽分别达到46%与27%，轴比带宽分别为3.3%与10.9%，最大增益分别达到5.8 dBi与9.3
通信技术 2019年3期2019-05-31
- 浅海条件下垂直时谐电偶极子在空气中的磁场
析，并建立了电偶极子在海水中电磁场的模型，得到了解析解[5–6]。毛伟等分别对深海和浅海条件下运动的水平和垂直的电偶极子的电磁场进行建模和计算[7–8]。贾一卓等对船舶轴频电场的测量和信号处理做了进一步研究[9–10]。公开的文献对轴频磁场单独报道极少，吴志强等利用海底晃动平台测量了船舶在海水中的轴频磁场[11]，尚没有对空气中的轴频磁场测量和分析的公开文献。本文以垂直时谐电偶极子为船舶轴频电流的等效源，建立浅海条件下电偶极子磁场模型并推导其在空气中的表达
舰船科学技术 2019年3期2019-03-30
- 电偶极子电场的M atlab 定性模拟
点电荷组成的电偶极子模型。 该模型在远场区域激发的电势和电场强度能解析表示，并可以进行数值化绘图[1-2]，但对学生的数学要求较高。 在实际的教学中， 一般只要求定性描述电偶极子的等位线和电场线的分布。 在这种情况下， 本文引入Matlab 软件中可视化的PDE 工具箱来模拟该模型的场线， 引导学生通过建模仿真， 掌握分析带电体电场分布的能力。1 数值建模根据静电场的麦克斯韦方程， 若带电体或电极激发的电场中没有电荷， 则场域中的电势分布可以表示成拉普拉斯
科技视界 2018年29期2018-12-28
- 运动多桨舰船在浅海中的轴频电磁场计算及仿真∗
静止时谐垂直电偶极子在该层产生的电磁场的一般表达式。文献［6］中只给出了在各层介质磁导率相同时的两层、三层介质模型中低速运动的垂直时谐电磁场的表达式，具有一定的局限性。通过改变在对n层导电介质中静止的垂直时谐电偶极子电磁场表达式的推导方法，得到了n层导电介质中位于顶层运动的时谐垂直电偶极子在该层产生的电磁场的一般表达式。该表达式可应用于不同情况下浅海电磁场建模。考虑到大型船舶一般采用多桨推进，本文以三层介质模型为基础对多桨推进船舶在浅海中的电磁场进行建模及
舰船电子工程 2018年4期2018-04-27
- 经典电偶极子在交变电场下的运动
00054)电偶极子模型是一个非常重要的基础模型，在涉及电磁场与物质的相互作用、电磁波的发射和吸收、分子原子的相互作用理论等领域有着十分广泛的应用[1-2]。例如，利用偶极子模型用于研究近场光学显微镜和样品的相互作用等问题[3-5]。在研究电介质及其与电场的相互作用时，也往往采用电偶极子模型，如电介质的极化[6]、铁电体材料中电畴分布与转向等问题[7-8]。在已有的文献中有一些关于电偶极子的研究报道，如偶极子激发的电场和磁场分布[9]、偶极子与偶极子的相互
重庆理工大学学报(自然科学) 2018年2期2018-03-15
- 利用感生电偶极子推导范德瓦尔斯相互作用势
用简单的感生电偶极子间的静电相互作用模型，结合量子理论对范德瓦尔斯相互作用势能函数的形式进行定量的推导。结果表明范德瓦尔斯相互作用源自于静电相互作用的量子力学效应，势能函数随着原子间距离R以1/R6的形式幂函数衰减。本文为人们理解范德瓦尔斯相互作用提供了一个半定量描述的视角。【关键词】范德瓦尔斯相互作用 谐振子 电偶极子【中圖分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）48-0232-02一、引言原子间以及分子间相互作
课程教育研究 2018年48期2018-01-24
- 基于BLT方程的架空输电线路雷电过电压峰值快速计算研究
要：文章根据电偶极子算法得到空间任意点的电磁场，其次通过BLT方程，从频域角度计算出线路上的感应过电压，避免了时域上计算的复杂、耗时性。首先利用规程法对文章计算模型结果进行了验证，其次研究了架空线中点与闪电通道不同水平距离处在架空线中点、端点位置处的感应过电压值，研究表明：在架空线中点位置处的过电压均为单极性的，而在架空线末端的位置处存在双极性的变化趋势，端点处的过电压峰值等于中点处50%。关键词：电偶极子；架空线；过电压；BLT中图分类号：TM726.3
科技创新与应用 2018年32期2018-01-03
- 浅海环境下界面对舰船水下标量电位的影响
究表明，水平电偶极子是舰船水下电场的基本模拟单元，在涂层完好的情况下，水下舰船电场的主体可用位于螺旋桨处的水平直流电偶极子在空气-海水-海床三层模型中的场分布来模拟[5-8]。舰船在浅海环境中航行，其水下电场分布受空气-海水、海水-海床平行分层界面的影响显著。在已有的文献中，文献[9]在实验室环境下，控制场源距离不变，测得空气界面附近场点的标量电位是远离界面场点的1.4倍左右；文献[10]仿真分析表明，分层海洋环境下，海床和空气界面对水下电磁场的影响显著，
探测与控制学报 2017年2期2017-05-25
- 基于MATLAB的大学物理可视化研究
展示，本文以电偶极子、牛顿环为例，完成了电偶极子远点的电势和电场强度分布图以及牛顿环条纹的动画演示，使其结果一目了然，为大学物理课堂提供更生动的素材。关键词：电偶极子；电势；电场强度；MATLAB；可视化中图分类号：O411.3 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）02-0083-03物理学是一门严格的、精密的基础学科，涵盖了从微观到宇观的整个自然界的经典物理模型。要求学习者具有较强的抽象思维能力，相对来说这是一门比较难学的课程[1]。
数字技术与应用 2017年2期2017-04-08
- 三层媒质中电偶极子的仿真
）三层媒质中电偶极子的仿真宋志宏，种满东（海军装备部驻西安地区军事代表局，西安710054）偶极子模型是进行水下电磁场建模的主要手段，研究其在海水中产生的场具有重要的实际意义。针对这个问题，利用镜像法，在空气-海水-海底三层模型下，在电磁场唯一性原理的基础上，通过矢量磁位方法分别推导了垂直和水平电偶极子在海水中产生的极低频电磁波的解析表达式。通过该方法推导电磁波表达式的过程更加简单，且各个分量有明确的物理意义。仿真结果表明：水平电偶极子的电场和磁场的所有分
海军航空大学学报 2016年4期2016-10-12
- 低RCS宽带磁电偶极子贴片天线设计
RCS宽带磁电偶极子贴片天线设计张 晨①曹祥玉*①高 军①李思佳①黄 河②①(空军工程大学信息与导航学院 西安 710077)②(西安通信学院 西安 710106)该文设计了一种低雷达散射截面(RCS)的宽带磁电偶极子贴片天线，其中印刷在介质板上的金属贴片为电偶极子，3个金属过孔连接辐射贴片与金属地板构成磁偶极子。整个天线采用“T”型渐变馈电结构同时激励电偶极子与磁偶极子，天线的频带范围为7.81~13.65 GHz，覆盖了整个X波段。实测和仿真结果表明，
电子与信息学报 2016年4期2016-08-26
- 船舶轴频电场等效源强度计算方法*
利用水平时谐电偶极子对实际船舶的轴频电场进行建模，需要确定等效偶极子的源强度和位置。针对安装有外加电流阴极保护系统的船舶，通过分析轴频电场产生的物理机理，明确了等效源是两个方向相反的水平时谐电偶极子叠加的结果。在此基础上，提出一种轴频电场等效源强度计算的实用方法，即可通过反演测量静电场得到的静态偶极子源强度、轴频电场信号包络最大值与静电场信号幅值的比例系数综合确定，且等效源位置与静电场偶极子的位置相同。船模试验证实了所提方法的有效性。关键词：船舶；轴频电场
国防科技大学学报 2016年2期2016-07-26
- 电偶极子和磁偶极子场分布相似性的一种解释
02206)电偶极子和磁偶极子场分布相似性的一种解释焦重庆(华北电力大学 电气与电子工程学院， 北京 102206)电偶极子电场与磁偶极子磁场具有相似的空间分布。然而，这种相似性并非显而易见：电偶极子由一对等量异号电荷组成，而磁偶极子则是一个电流回路。本文从矢量场边值问题的唯一性定理出发，得出了面散度源和面旋度源产生的矢量场分布的一种等价关系，进而对电偶极子电场与磁偶极子磁场空间分布的相似性进行了解释。电偶极子；磁偶极子；唯一性定理；边值问题0 引言电偶极
电气电子教学学报 2016年3期2016-06-05
- 银膜表面等离子体耦合辐射特性的仿真分析
选择性.计算电偶极子在分层结构中的辐射分布的经典方法是将辐射场分解为平面波的叠加, 即空间上的二维傅里叶变换, 然后再用菲涅尔理论计算沿不同方向传播的平面波的透射和反射.17这种计算方法比较复杂. 本文通过应用光学互易定理简化了计算过程. 通过计算, 我们得到了SPCE的一维和二维的辐射功率密度分布、表面选择性、波长色散特性、辐射半峰宽与银膜厚度的关系. 仿真结果与已报到的实验结果吻合得很好, 验证了该方法的有效性.2 SPCE计算方法如图1(a)所示,
物理化学学报 2015年11期2015-12-07
- 一种新型毫米波磁电偶极子天线阵列设计
新型毫米波磁电偶极子天线阵列设计陆贵文 李明鉴*(香港城市大学毫米波国家重点实验室 中国香港)该文将磁电偶极子天线作为辐射阵子，并应用一种共面波导馈电网络，研究并设计了一种新型4×4毫米波天线阵列。这种设计不仅具有很宽的阻抗带宽和增益带宽，而且价格低廉易于生产。仿真和测试结果表明，此天线阵列的相对阻抗带宽为54.5%, 3 dB增益带宽为37.1%，在工作频带内(40.2~70.0 GHz)，最大增益为18.1 dBi。而基于其他技术设计的4×4毫米波天线
电子与信息学报 2015年10期2015-11-24
- 电偶极子在外电场作用下的运动特征研究
黄昌忠电偶极子在外电场作用下的运动特征研究黄昌忠（吉首大学 物理与机电工程学院，湖南 吉首 416000）论文通过分析电偶极子在匀强电场和外电场的运动规律、影响因素和线性稳定性，提出近似周期公式，使物理图像直观化，并能简化数学模型，修正近似解，得出精确实用的结果。电偶极子；电偶极矩；匀强电场0 引 言电偶极子是物理学中一个非常重要的模型，目前在研究电偶极子时，一般考虑其电学性质，忽略了力学性质，在解决实际问题时，往往方程很难、无法精确求解，文章提出近似周
湖南科技学院学报 2015年10期2015-10-14
- 浅海中时谐水平电偶极子定位研究*
海中时谐水平电偶极子定位研究*李 涛 王向军 嵇 斗(海军工程大学电气工程学院 武汉 430033)浅海中时谐水平电偶极子定位技术是利用舰船轴频电场信号对舰船进行定位的理论基础。文章提出了一种基于遗传算法的时谐水平电偶极子的位置寻优方法。只需在海水中布置一个电场传感器,测得相应位置的X、Y、Z方向电场强度模值。在合适的坐标系下,结合浅海中时谐水平电偶极子的电场传播公式和遗传优化算法建立位置计算模型,就能精确地确定该偶极子在海水中的位置。给出了仿真计算,结果
舰船电子工程 2015年5期2015-03-14
- 基于电偶极子的煤岩破裂电磁辐射研究
，这就相当于电偶极子。因此，可以将煤岩破裂时的辐射源等效为电偶极子。依据电磁波的传播理论，煤岩破裂时辐射的电磁波在分层媒质中的传播，可等效于辐射源在由“岩石层－煤层－岩石层”组成的三层媒质模型。研究煤岩破裂时电偶极子场源电磁波的正向传播规律可转化为分析该辐射源辐射的电磁波在各媒质层中电场和磁场的场量表达式。由于垂直和水平电偶极子是电磁辐射的基本模型，任何辐射源都可以分解为垂直和水平电偶极子的加和。因此，本文将针对电偶极子场源进行研究。1.2 电磁波辐射场强
科技视界 2014年26期2014-12-25
- 深海中四桨运动舰船产生的轴频电磁场研究
运动垂直时谐电偶极子在固定场点产生的电磁场对深海中运动四桨舰船的电磁场进行模拟。1 深海中运动垂直时谐偶极子电磁场表达式根据文献[1]推导出深海中运动垂直时谐电偶极子电磁场的表达式：式（1）～式（8）中的相关参数及物理意义与文献[1]一致。运用基于汉克尔变换的 FFT算法[9]得到了电磁场三分量的频域曲线和时域曲线。那么就可以得到任意时刻t电磁场的频域值和时域值记t时刻的电磁场三分量的频域值和时域值为：2 四个运动垂直时谐电偶极子电磁场表达式这里假设采用4
船电技术 2014年1期2014-09-21
- 多桨型船舶轴频电磁场在浅海中传播特性分析
运动垂直时谐电偶极子对轴频电磁场进行建模的基础上，运用矢量叠加原理，推导得出了多个运动垂直时谐电偶极子轴频电磁场解析表达式，为多桨型船舶的轴频电磁场研究开拓思路。1.1 单个运动垂直时谐电偶极子电磁场解析建立如图1所示的坐标系。图中浅海中3种介质分别用下标0、1、2来标注，且假定它们均为线性、均匀、各向同性的，其电磁参数为εi、μi、σi(i=0，1，2)，其中取μi相等，且μi=μ。图1(a)所示为三层模型在y=0平面上，以速度v沿x轴正方向水平运动的两
哈尔滨工程大学学报 2014年5期2014-09-18
- 关于两个电偶极子间相互作用力和力矩的教学研究
文针对电磁学电偶极子章节的习题课中存在的一些解题误区，以相互垂直的两个电偶极矩为例，介绍了无外场条件下的两个相互垂直的电偶极子的相互作用，包括相互作用力和力矩情况，指出了容易导致错误的地方，并着重分析了它们受彼此的作用力和电偶极矩的大小及方向，证明其结果满足牛顿第三定律。endprint摘要：本文针对电磁学电偶极子章节的习题课中存在的一些解题误区，以相互垂直的两个电偶极矩为例，介绍了无外场条件下的两个相互垂直的电偶极子的相互作用，包括相互作用力和力矩情况，
物理教学探讨 2014年4期2014-09-17
- 浅海中四桨运动舰船产生的轴频电磁场
运动垂直时谐电偶极子在固定场点产生的电磁场对浅海中运动的四桨舰船的电磁场进行建模。1 浅海中运动垂直时谐偶极子电磁场表达式根据文献［1］推导出浅海中轴频电磁场的表达式:式(1)～式(8)中的相关参数及物理意义与文献［1］一致。运用基于汉克尔变换的FFT算法［9］得到电磁场三分量的频域曲线和时域曲线，同时可以得到任意时刻t电磁场的频域值和时域值记t时刻的电磁场三分量的频域值和时域值为:Bx1t，By1t，Bz1t，Ex1t，Ey1t，Ez1t，Bx1tt，B
舰船科学技术 2014年1期2014-08-26
- 电偶极子电磁场特性的可视化教学研究
0)0 引言电偶极子的电场强度和电势特性是电磁场理论的重要知识点，电偶极子辐射场的研究具有重要的应用价值，电偶极子的研究集中在数值求解[1-2]，在教学中也多以数值求解作为主要教学手段[3].而作为电磁场理论，其复杂场特性决定了它的抽象性，主要表现在空间的抽象性和公式化的抽象性.MATLAB语言的引入，为解决这个问题提供了有力的工具，将电磁场理论中的许多现象用可视化的二维、三维以及动态形式展现出来，大大的丰富了电磁场的内容[4].本文从点电荷的基本模型出发
枣庄学院学报 2014年5期2014-08-22
- 电偶极子激发的电场及其MATLAB软件的模拟仿真
TLAB模拟电偶极子场分布的优点首先用MATLAB可以实现模拟电偶极子周围场分布,以实现物理模型的可视化.其次，给定空间任意一点坐标，即可用给定的公式计算这一点的电位，对电位求梯度可得到空间任意一点的场强表达式.再次，可以用MATLAB实现电偶极子近区场分布的模拟以及远区辐射场的模拟，这对于充分理解电偶极子的场分布具有重要的作用.2 偶极子简介2.1 电偶极子电偶极子是指一对等值异号的点电荷相距一微小距离所构成的电荷系统，它是一种常见的场源存在形式.它同点
物理通报 2014年10期2014-06-28
- 电偶极子切分算法研究
需要研究基于电偶极子激发的场响应，并根据响应规律来解释野外实测数据(即反演)[3～12]。这种正反演通常都是假定发射端与接收点距离远大于供电两端的长度，即要求导线长度满足偶极子的条件。文献[4]指出，当收发距大于等于10倍的导线长度时，导线可被看作是电偶极子。然而在实际应用中由于受地形地貌、发射功率等多种因素的制约，导致长导线并不满足电偶极子的条件，而使基于电偶极子的场计算公式不再适用，在这种情况下若仍然按照电偶极子激励理论开展数据解释，将造成较大偏差甚至
物探化探计算技术 2014年4期2014-06-27
- 电偶极子二项式展开的近似场解分析
0)0 引言电偶极子是空间中两个相距很近的等量异号点电荷所组成的带电体系，是电磁场理论中的一个理想物理模型，在电介质极化、天线辐射等方面有着重要应用. 文献中处理电偶极子空间场强问题时，大多仅计算电偶极轴线延长线或中垂线等特殊方向的电场［1］，对于一般方向的场强计算，需将正负点电荷激发的空间场强矢量分解合成后，才得到形式复杂的场解，但结果有时不易理解.为此，文献中常考虑电偶极子的远场解，通过简化，形象直观的展现电偶极子场强的空间分布形式，定性的突出电偶极子
枣庄学院学报 2013年2期2013-11-20
- 自由空间下多极化MIMO系统信道特性分析
互正交的半波电偶极子组成MIMO系统可得到3个自由度，并从理论角度预测了六极化MIMO系统存在6条并行子信道。文献［4］从独立功率维度(PID)的角度来研究了无限小六极化MIMO系统的自由度(DOF)，仿真结果表明在自由空间中，六极化MIMO系统在近场区能获得5个DOF，而在远场区只能达到2个DOF。在文献［5］从信道特征值的角度分析了多极化MIMO系统的自由度，并在散射丰富的实验室环境中验证了六极化MIMO系统可以达到6个自由度。文献［4］是假设用无限小
中国传媒大学学报(自然科学版) 2013年3期2013-09-20
- 海水中电偶极子电场分布有限元分析
33)海水中电偶极子的电磁场是目前水下通讯和水下目标探测方面的研究重点。电偶极子是指由离开一定距离的电量相同、符号相反的两个点电荷组成的系统，两个点电荷之间的距离与待求场点到他们中心的距离相比很小，是最简单也是最基本的一种电磁场场源，求解电偶极子产生的电场也就可计算出任意场点的电场值。海水是一种导电媒质，当海水的深度较大时，假定海水的电导率恒定不变，可将海水看作无限大导体空间，并利用有限元方法对感兴趣的区域进行有限分割，选取适当的插值函数，就可近似推导电场
兵器装备工程学报 2013年1期2013-07-09
- 电偶极子在均匀电场中的运动特征研究
11106）电偶极子在均匀电场中的运动特征研究张永梅（南京航空航天大学理学院，江苏 南京 211106）电偶极子在均匀电场中受到力矩的作用而发生转动，但由于惯性的存在，电偶极子不会立即静止在平衡位置，而是会在平衡位置附近振动.本文从动力学和能量特征两个方面证实，初始角度较小的情况下，电偶极子做简谐振动.电偶极子；均匀电场；力矩；简谐振动1 引言电偶极子是一个重要的物理模型，大部分物质的分子的电性质都可以看成是由正电中心和负电中心构成的电偶极子［1］.在静电
物理与工程 2012年2期2012-12-20
- 深海中垂直静态电偶极子电位及电场分析
0 引言静态电偶极子模型结构简单，应用广泛。一部分电场的场源可以直接用电偶极子来描述；任意分布的电流源产生的电场可看作是由多个电偶极子产生的电场的叠加[1,2]。目前，在舰船电场研究方面，由于研究对象的复杂性，必须对舰船开展实船电场测量，但是由于条件限制，这种测量只能在有限深度、有限区域内进行，而对舰船电场的应用研究却需要了解各区域的电场分布情况。因此，可以利用电偶极子模型对舰船电场开展深度换算研究。海水是一种导电媒质，对于深海可以等效为空气-海水两层模型
船电技术 2012年5期2012-07-04
- 索末菲积分公式在圆柱坐标系和直角坐标系间的转换
式可用于分析电偶极子在分层媒质中产生的电磁场问题。为了研究不同坐标系下的索末菲积分公式对电磁场表达式的影响，通过坐标系的平移和旋转得到了无限大空间中电偶极子磁矢位在不同圆柱坐标系下的表达式，利用贝塞尔函数和指数函数的积分公式将磁矢位的表达式从圆柱坐标系转化到直角坐标系，在这两种坐标系中讨论了坐标系的旋转角度与磁矢位表达式的关系。通过数值算例对理论分析进行了验证。索末菲积分公式;磁矢位;圆柱坐标系;直角坐标系1 引言在雷电电磁脉冲、高功率微波等电磁骚扰源激励
电工电能新技术 2012年4期2012-06-04
- 海水中偶极子电场的实验研究＊
3）1 引言电偶极子是目前使用最多、最基本的生电单元，其产生的场可以直接来模拟某些辐射场，另外一定分布的电偶极子的组合理论可以用来模拟任意电流分布产生的电场。长期以来，许多研究者都在这方面进行了深入的研究［1～3］。目前对于舰船电场的建模主要是建立在电偶极子的基础上的［4～6，9～10］。文献［7］利用镜像法对3层模型中的位于海水中的垂直电偶极子在海水区域产生的静态电场进行了建模。下面以文献［7］为基础，利用镜像法对空气－海水－海床3层模型中位于海水中的任
舰船电子工程 2011年10期2011-06-06
- 电偶极子天线的辐射电阻
确的结果,即电偶极子(短)天线的实际辐射电阻要比文献中的近似结果小数十倍,因而为准确把握天线的辐射能力提供了依据。关键词:电偶极子;电磁场;天线;辐射电阻中图分类号:TN82 文献标识码:A 文章编号:1004-373X(2009)21-074-02Radiation Resistance of Electric Dipole AntennaZHAO Haijun(College of Technology and Engineering,Lanzhou
现代电子技术 2009年21期2010-01-20
- 基于ＭＡＴＬＡＢ的普通物理方程演示系统设计与实现
LAB点电荷电偶极子机械振动可视化1基本的物理规律和方程系统对点电荷、电偶极子、机械振动、毕奥一萨伐尔定律、单缝衍射等物理问题，进行可视化演示和描述。(1)点电荷的电势和电场强度其中r为电荷到测量点的距离。i、j为x，y等方向的单位向量。(2)电偶极子的电场两个大小相等符号相反的点电荷+q和－q，当它们之间的距离为re比讨论中所涉及的距离小很多时，这一电荷系统就称为电偶极子。连结两电荷的直线称为电偶极子的轴线，电荷量q与矢量re的乘积定义为电偶极矩，简称电
智能计算机与应用 2007年4期2007-08-25