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[2011B题优秀论文] 吸波材料与微波暗室问题的数学建模——西北工业大学

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    发表于 2012-9-15 08:57 |只看该作者 |倒序浏览
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    题 目 吸波材料与微波暗室问题的数学建模
    * v% N) B8 g2 m6 A5 U摘 要:; M! H$ Z+ R  g* @* Z7 |, G
    微波暗室提供了一个几乎没有反射的“自由空间”,是设备测试, s+ m3 Y0 G5 L; ~
    的良好平台。本文分别对尖劈形状吸波体和微波暗室吸波性能进行了
    6 C+ h: p% d' I/ X0 z" r0 ^分析建模,主要内容为:
    $ Z' c2 ]: Y/ R3 ?" a5 [2 \问题一:针对二维空间首先根据几何光学原理,得到射向角余角
      n8 E1 f0 U$ R* x8 ]为半尖劈角整数倍时反射次数与入射位置无关,由此定义了特征波4 [% ~$ ^& A  S
    线;利用任意波线反射过程与特征波线之间的关系,推导了其反射次
    ) y& \4 P3 X2 j1 @/ L; k5 V数的解析解,建立了反射次数与射向角、入射位置及尖劈角的定量关( K" }' i& \5 G8 t
    系模型;进一步刻画了最终反射波线方向和反射波辐射强度与反射次0 ~3 N% \/ S( I, Y1 G
    数、反射率等参数的定量关系。通过对三维空间入射波线的分解,将) _5 h! g+ G! ]. Z
    二维反射模型扩展到三维,仿真结果验证了模型的正确性。8 c- l$ Z; A/ ~4 @+ L
    问题二:由于微波暗室各墙面之间相互辐射,组成了一个复杂系" ~2 q! H2 L1 i9 k; E6 l
    统,然而电磁波传播速度很快,该系统可以很快达到稳态。基于此,  }6 Q8 {* r' s, {1 n" K
    墙面各处均在稳定辐射能量,而且其辐射出射度恒定。利用微元分析
    : \- F3 `! C' O$ u4 d2
    * p& e% d/ Q# G1 j4 p3 z法做稳态分析,推导了六个墙面各微元辐射出射度之间的相互作用关
    2 K! l2 `2 u/ `, n系式,以及天线信号源位置与各墙面之间的影响机制,建立了各墙面- B5 D) M3 w/ N% j
    微元辐射出射度耦合模型。求解该模型,得到六个墙面辐射出射度分) }1 m+ F* B, Q5 ~
    布,利用余弦辐射特性,将诸墙面各处微元辐射至静区的功率积分求
    : l* o1 K2 R- r+ ^* `# e和,从而得到静区从墙面接收的总反射功率。
    7 X6 Y& t& y, V" I. d1 y最后,根据导引仿真要求,计算了静区从诸墙面得到的反射信号9 m% f  C9 q$ l$ X+ b4 w) }' a
    功率之和与从信号源直接得到的微波功率之比 ,得到当  0.5时," h+ `! f/ |& h% t$ G. r
    视在天线在圆弧上的任何位置, 值均大于0.03,不能满足仿真技术- o& @0 r8 S& @$ Y9 |* z6 {3 d: Z
    要求;当  0.05时, 值均小于0.03,满足仿真要求。在上述两种反7 M/ I: S- X6 p+ g0 a, s7 u5 a
    射率下, 值均在天线处于圆弧中间的位置时达到最小,此时的暗室, A6 N( ?' V+ A9 c! H2 u
    吸波性能最好。3 \; M' B: f$ e
    关键字:几何光学 余弦辐射体 微元分析法 辐射出射度* @6 g! T, Q! W4 }5 O; N3 f
    B10699008.zip (1.14 MB, 下载次数: 326)
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