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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
    3 ^& u# C, R1 R! D2 @- s8 n* p摘 要:1 W5 J0 Q- P8 ?0 W
    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
    - d$ n$ ^' F# n8 m) ]. z- y' o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
    2 [% a7 w, c6 R分析建模,主要内容为:
    4 Q! t+ Q. H, V: i8 b$ T& O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
    4 d6 F) [" \' y1 i( O' `. s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% ?8 z7 o; S; Y  M+ M, [
    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
    4 k- ?, n: a* G! m) N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+ E% i% H5 R; d" c* S
    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
    : |* N7 `2 ]# p9 m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
    $ B4 _4 N# X3 t' |- N二维反射模型扩展到三维,仿真结果验证了模型的正确性。  f. M/ L0 C) }% f3 Y
    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
    1 E9 G+ n( S5 ]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 B9 h. d" a8 I- K3 \& ?% w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
    . A8 z+ L- ~1 M8 f' \2& Z- a- ]  N* J0 x+ r
    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
    + J8 I" c5 A/ B. K& t6 O( y8 G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
    - R* M' ]1 V! c# v6 O: _5 M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
    $ t, y$ Z2 L- L. {4 a3 H' O* j5 a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" O2 E; ]! i& `; g
    和,从而得到静区从墙面接收的总反射功率。, p, L& h+ H6 H; r, U& p
    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
    / k+ ^; T/ O1 t1 x9 m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,' V4 N( U9 f: m: p+ x4 I
    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, e$ t, [$ b5 g
    要求;当  0.05时, 值均小于0.03,满足仿真要求。在上述两种反" p* D6 ]) y% D  p# q
    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
    0 J: Q2 R+ x% j, Q) S# s8 `# r吸波性能最好。
    6 C7 b4 s1 J# X; d, y# W5 O关键字:几何光学 余弦辐射体 微元分析法 辐射出射度
    ! e% u' C. X$ M% H4 ]- {7 K+ n B10699008.zip (1.14 MB, 下载次数: 326)
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