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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/ P1 b4 Q# m, I7 j8 q
    摘 要:
    ) T. V0 C1 r& [" |) J) ?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
    $ x  W1 o# \& `0 a/ b0 B6 F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% K& Z* h4 c$ S
    分析建模,主要内容为:- K8 ?/ Y! N; [
    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
    ; w/ ~8 E8 [% ?* e, l8 ]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: \: |# N+ R) H3 e
    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
    " v& B* D5 c1 V5 l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* h+ }% M; D# y' b' N' t( D
    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& {/ j# `* c4 n- X- j/ e2 M% U# z
    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
    " U/ P' _7 I8 p" A/ ?二维反射模型扩展到三维,仿真结果验证了模型的正确性。
    & ~( [" b. Z' \3 W4 N: `5 n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$ y2 z( B- i- K& ]: @5 z
    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,
      l1 ]+ A( c$ o; |2 L: @/ k9 u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7 T# D. b) _; @- P# ]# ], m/ k
    25 E1 S+ B# }4 N' Y# S. }
    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3 g5 H! a6 h) X. ~& h! h) C
    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
    4 c; k9 o/ b4 K! @% q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
    8 L: D! _6 X) p# y% v9 G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/ L2 j* U# h5 k4 a4 {) N# z6 Y
    和,从而得到静区从墙面接收的总反射功率。
    ( S; w$ V, N  a/ X* S7 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
    7 Q3 M5 v5 i# z1 F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,
    ' S8 B5 w& i: L- o" z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
    / y. U; N/ P% o0 k! f* e要求;当  0.05时, 值均小于0.03,满足仿真要求。在上述两种反
    - V2 }, {- V+ A7 x) E1 ~3 \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: }' K3 ]; w# d* M5 a
    吸波性能最好。% I: \: S' D- f$ B  W: k
    关键字:几何光学 余弦辐射体 微元分析法 辐射出射度
    * Q/ @' D& v5 M8 Q! M B10699008.zip (1.14 MB, 下载次数: 326)
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