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, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.240030
摘要:
散斑移位鬼成像边缘提取方法需要对物体进行多次的采样，才能得到高质量的边缘图。为了解决散斑移位鬼成像提取物体边缘时采样次数多和时间长的问题，采用了卷积神经网络到鬼成像的边缘提取实验中。首先用Walsh散斑对未知图像进行照射，将桶探测器收集的采样信号作为图像特征信息输入到鬼成像边缘提取网络，最后通过训练好的网络直接输出探测物体的边缘信息图，并且使用非极大值抑制算法来优化卷积神经网络的输出结果。实验结果表明，对于128×128像素的重建物体，在采样次数为1600时，鬼成像边缘提取网络输出边缘图案的信噪比和结构相似指数分别比散斑移位鬼成像的输出结果提高了5倍和2倍，成功提高了低采样率下鬼成像边缘提取的质量，降低了采样的时间。采用卷积神经网络的鬼成像边缘提取方案，有利于鬼成像在物体识别，安全检查的实际应用中进行快速高质量的边缘检测。
散斑移位鬼成像边缘提取方法需要对物体进行多次的采样，才能得到高质量的边缘图。为了解决散斑移位鬼成像提取物体边缘时采样次数多和时间长的问题，采用了卷积神经网络到鬼成像的边缘提取实验中。首先用Walsh散斑对未知图像进行照射，将桶探测器收集的采样信号作为图像特征信息输入到鬼成像边缘提取网络，最后通过训练好的网络直接输出探测物体的边缘信息图，并且使用非极大值抑制算法来优化卷积神经网络的输出结果。实验结果表明，对于128×128像素的重建物体，在采样次数为1600时，鬼成像边缘提取网络输出边缘图案的信噪比和结构相似指数分别比散斑移位鬼成像的输出结果提高了5倍和2倍，成功提高了低采样率下鬼成像边缘提取的质量，降低了采样的时间。采用卷积神经网络的鬼成像边缘提取方案，有利于鬼成像在物体识别，安全检查的实际应用中进行快速高质量的边缘检测。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.240079
摘要:
针对噪声对跳频信号参数估计造成的困难，提出了基于时频变换和波形整形的跳频信号参数估计方法。对跳频信号进行短时傅里叶变换，计算得到时频脊线，对时频脊线进行波形整形处理，消除噪声造成的虚假跳频时刻干扰，通过跳频时刻序列得到跳周期序列，对跳周期序列计算其直方图，选出出现次数最多的值来计算跳频信号的跳频速率。根据跳周期序列分别取出每段信号，再进行频率估计。通过实验验证了提出方法的有效性，综合利用时频变换及波形整形处理技术，保证了在低信噪比下跳频信号跳频时刻、跳频速率及跳频频率的理想估计结果。
针对噪声对跳频信号参数估计造成的困难，提出了基于时频变换和波形整形的跳频信号参数估计方法。对跳频信号进行短时傅里叶变换，计算得到时频脊线，对时频脊线进行波形整形处理，消除噪声造成的虚假跳频时刻干扰，通过跳频时刻序列得到跳周期序列，对跳周期序列计算其直方图，选出出现次数最多的值来计算跳频信号的跳频速率。根据跳周期序列分别取出每段信号，再进行频率估计。通过实验验证了提出方法的有效性，综合利用时频变换及波形整形处理技术，保证了在低信噪比下跳频信号跳频时刻、跳频速率及跳频频率的理想估计结果。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.240061
摘要:
近年来，量子信息技术飞速发展，其中基于里德堡原子的电磁传感器吸引了人们的极大兴趣。里德堡原子是一种处于高能态的原子，因其拥有对外场响应灵敏、具备自校准并直接追溯到国际单位制的测量能力、不受传统天线尺寸效应的影响等特点，十分适合于无线电传感与探测。自2012年Shaffer等突破性地利用里德堡原子的电磁诱导透明效应测量微波电场强度的灵敏度及不确定度均远高于传统微波测量结果之后，近十年来，以里德堡原子超外差测量等新理论和新技术为代表的研究已经实现了对电磁波的频率、极化、相位、强度等多参数的测量，相关工程化的技术也蓬勃发展，有望对传统的无线电技术产生颠覆性的影响。对基于里德堡原子的无线电技术近十年来的研究进展进行综述，从探测原理出发，梳理本领域的发展脉络，并对其未来发展趋势进行展望。
近年来，量子信息技术飞速发展，其中基于里德堡原子的电磁传感器吸引了人们的极大兴趣。里德堡原子是一种处于高能态的原子，因其拥有对外场响应灵敏、具备自校准并直接追溯到国际单位制的测量能力、不受传统天线尺寸效应的影响等特点，十分适合于无线电传感与探测。自2012年Shaffer等突破性地利用里德堡原子的电磁诱导透明效应测量微波电场强度的灵敏度及不确定度均远高于传统微波测量结果之后，近十年来，以里德堡原子超外差测量等新理论和新技术为代表的研究已经实现了对电磁波的频率、极化、相位、强度等多参数的测量，相关工程化的技术也蓬勃发展，有望对传统的无线电技术产生颠覆性的影响。对基于里德堡原子的无线电技术近十年来的研究进展进行综述，从探测原理出发，梳理本领域的发展脉络，并对其未来发展趋势进行展望。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.230406
摘要:
光辐射是核爆炸中能量的重要组成部分，因此研究其在空间中的热能分布规律具有重要的意义。根据核爆炸理论中火球的发展规律和光辐射的瞬时能量特征得到核爆炸光辐射的热能计算公式，该公式主要与爆炸高度、爆炸当量、大气衰减系数、火球半径和火球温度有关。首先，通过设计不同地图、改变核爆的相关参数进行模拟计算，分析了核爆炸光辐射热能的分布特点。然后，结合光辐射烧伤的伤情分级标准，在模拟程序中添加搜寻功能，实现自动对虚拟地图的伤情分级半径区域进行划分。最后，采用神经网络训练模拟数据，得到核爆的相关参数与地图伤情分级半径的映射关系，从而能够由核爆炸参数直接预测目标地图上的伤情分级半径，可大大缩短计算时间。
光辐射是核爆炸中能量的重要组成部分，因此研究其在空间中的热能分布规律具有重要的意义。根据核爆炸理论中火球的发展规律和光辐射的瞬时能量特征得到核爆炸光辐射的热能计算公式，该公式主要与爆炸高度、爆炸当量、大气衰减系数、火球半径和火球温度有关。首先，通过设计不同地图、改变核爆的相关参数进行模拟计算，分析了核爆炸光辐射热能的分布特点。然后，结合光辐射烧伤的伤情分级标准，在模拟程序中添加搜寻功能，实现自动对虚拟地图的伤情分级半径区域进行划分。最后，采用神经网络训练模拟数据，得到核爆的相关参数与地图伤情分级半径的映射关系，从而能够由核爆炸参数直接预测目标地图上的伤情分级半径，可大大缩短计算时间。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.230368
摘要:
为了确定用于场所监测的临界事故报警系统合适的报警阈值，需选用相似的基准实验进行验证。根据设备室临界事故报警系统的特征，构建了简易模型和具有代表性的包含多个设备的虚拟设备室模型。针对固定源问题，在蒙卡程序RMC中实现了基于微分算符抽样法计算敏感性系数的功能。随后，运用敏感性和不确定度分析方法对系统间的相似性进行了研究，并深入分析了影响相似性的因素。计算分析结果显示，对于简易模型，源项能谱和混凝土材料对系统间的相似性有较大影响，探测器与内侧墙面之间的混凝度厚度对相似性有一定影响，而源项的几何位置对相似性的影响较小，乏燃料成分对相似性的影响可以忽略不计。根据本文提出的相似性分析流程进行计算得出，简易模型与虚拟设备室模型的相似性较高，基于简易模型的研究结论适用于虚拟设备室模型，可为工程上的临界报警系统相似性研究提供参考。
为了确定用于场所监测的临界事故报警系统合适的报警阈值，需选用相似的基准实验进行验证。根据设备室临界事故报警系统的特征，构建了简易模型和具有代表性的包含多个设备的虚拟设备室模型。针对固定源问题，在蒙卡程序RMC中实现了基于微分算符抽样法计算敏感性系数的功能。随后，运用敏感性和不确定度分析方法对系统间的相似性进行了研究，并深入分析了影响相似性的因素。计算分析结果显示，对于简易模型，源项能谱和混凝土材料对系统间的相似性有较大影响，探测器与内侧墙面之间的混凝度厚度对相似性有一定影响，而源项的几何位置对相似性的影响较小，乏燃料成分对相似性的影响可以忽略不计。根据本文提出的相似性分析流程进行计算得出，简易模型与虚拟设备室模型的相似性较高，基于简易模型的研究结论适用于虚拟设备室模型，可为工程上的临界报警系统相似性研究提供参考。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.240105
摘要:
高空核爆炸产生的磁流体动力学（晚期）电磁脉冲对电力系统等国家重要基础设施具有严重影响。由于晚期电磁脉冲产生的机理复杂，依赖因素众多，包括爆炸当量、爆高、爆炸方位、爆炸时间、观察点位置以及土壤电导率等，因此，目前还没有成熟的代码可以模拟整个晚期电磁脉冲的产生过程。介绍晚期电磁脉冲的产生机理，讨论晚期电磁脉冲电场随核装置爆炸当量、爆高和大气状况的变化关系。E3A电场峰值随爆炸当量线性增加，而E3B电场峰值则随爆炸当量增加出现明显的饱和效应。分析了当前晚期电磁脉冲模拟代码现状，为进一步研究晚期电磁脉冲数值模拟方法和代码研发提供参考。
高空核爆炸产生的磁流体动力学（晚期）电磁脉冲对电力系统等国家重要基础设施具有严重影响。由于晚期电磁脉冲产生的机理复杂，依赖因素众多，包括爆炸当量、爆高、爆炸方位、爆炸时间、观察点位置以及土壤电导率等，因此，目前还没有成熟的代码可以模拟整个晚期电磁脉冲的产生过程。介绍晚期电磁脉冲的产生机理，讨论晚期电磁脉冲电场随核装置爆炸当量、爆高和大气状况的变化关系。E3A电场峰值随爆炸当量线性增加，而E3B电场峰值则随爆炸当量增加出现明显的饱和效应。分析了当前晚期电磁脉冲模拟代码现状，为进一步研究晚期电磁脉冲数值模拟方法和代码研发提供参考。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.230444
摘要:
高温气冷堆主氦风机调试期间，由于一回路阻力低于设计工况，导致主氦风机无法完成全转速范围性能测试。基于主氦风机的理论特性与相似原理开发主氦风机不同阻力工况调试参数的推算方法。结合主氦风机单体试验工况点，准确推算主氦风机冷态与热态性能试验的工况点参数，并指导完成高温气冷堆主氦风机全转速、满功率性能测试。通过对主氦风机调试与出厂试验结果的对比分析，验证本推算方法的可行性，并给出空气介质与氦气介质工况转换的修正因子。通过主氦风机调试与运行数据的对比分析，可以看出本文提供的主氦风机调试工况具有足够的包络性，能够覆盖高温气冷堆运行期间主氦风机的所有运行工况，证明了本文提供的变阻力工况主氦风机调试方法满足高温气冷堆主氦风机性能验证需求，可用于指导后续高温气冷堆的主氦风机调试工作。
高温气冷堆主氦风机调试期间，由于一回路阻力低于设计工况，导致主氦风机无法完成全转速范围性能测试。基于主氦风机的理论特性与相似原理开发主氦风机不同阻力工况调试参数的推算方法。结合主氦风机单体试验工况点，准确推算主氦风机冷态与热态性能试验的工况点参数，并指导完成高温气冷堆主氦风机全转速、满功率性能测试。通过对主氦风机调试与出厂试验结果的对比分析，验证本推算方法的可行性，并给出空气介质与氦气介质工况转换的修正因子。通过主氦风机调试与运行数据的对比分析，可以看出本文提供的主氦风机调试工况具有足够的包络性，能够覆盖高温气冷堆运行期间主氦风机的所有运行工况，证明了本文提供的变阻力工况主氦风机调试方法满足高温气冷堆主氦风机性能验证需求，可用于指导后续高温气冷堆的主氦风机调试工作。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.230408
摘要:
基于两流体六方程模型针对钠的气液两相分别构建守恒方程，采用蒸发冷凝模型表征两相质量交换，分别使用显式和隐式处理方法对蒸发冷凝模型进行计算，同时考虑了Sobolev阻力模型、两相对流换热模型以及相间动量交换等本构关系，开发了适用于模拟钠冷快堆冷却剂沸腾的多孔介质分析方法，利用KNS-37失流实验L22工况数据进行了对比验证，并利用L29工况流量数据验证模型的适用性。结果表明，所建立的钠沸腾多孔介质分析方法可以对钠冷快堆沸腾现象较好地模拟，预测沸腾发生时间在6.3 s左右，与实验相差0.2 s，温度和流量的总体变化趋势与实验数据吻合较好。
基于两流体六方程模型针对钠的气液两相分别构建守恒方程，采用蒸发冷凝模型表征两相质量交换，分别使用显式和隐式处理方法对蒸发冷凝模型进行计算，同时考虑了Sobolev阻力模型、两相对流换热模型以及相间动量交换等本构关系，开发了适用于模拟钠冷快堆冷却剂沸腾的多孔介质分析方法，利用KNS-37失流实验L22工况数据进行了对比验证，并利用L29工况流量数据验证模型的适用性。结果表明，所建立的钠沸腾多孔介质分析方法可以对钠冷快堆沸腾现象较好地模拟，预测沸腾发生时间在6.3 s左右，与实验相差0.2 s，温度和流量的总体变化趋势与实验数据吻合较好。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.240068
摘要:
针对双面抛光难以建立稳定去除函数进行加工面型预测这一问题，基于双面抛光加工原理，采用坐标变换法推导出元件上下表面相对速度分布方程，然后运用ANSYS软件仿真元件上下表面静态压力分布，采用多项式拟合法将仿真数据导入Matlab软件拟合出元件上下表面压力分布随时间变化公式。根据Preston方程推导修正系数K表达式，通过4组抛光实验数据计算出修正系数K值为2.588×10−15，构建双面抛光加工面型预测模型。最后通过加工实验验证该预测模型，实验结果表明预测PV值误差占元件实际加工后面型PV值的1.07%～7.4%左右，预测模型与实际加工后的面型吻合。
针对双面抛光难以建立稳定去除函数进行加工面型预测这一问题，基于双面抛光加工原理，采用坐标变换法推导出元件上下表面相对速度分布方程，然后运用ANSYS软件仿真元件上下表面静态压力分布，采用多项式拟合法将仿真数据导入Matlab软件拟合出元件上下表面压力分布随时间变化公式。根据Preston方程推导修正系数K表达式，通过4组抛光实验数据计算出修正系数K值为2.588×10−15，构建双面抛光加工面型预测模型。最后通过加工实验验证该预测模型，实验结果表明预测PV值误差占元件实际加工后面型PV值的1.07%～7.4%左右，预测模型与实际加工后的面型吻合。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.230430
摘要:
深度学习技术与自适应光学技术的结合，预期能够有效提升波前校正效果，并能更好地应对更复杂的环境条件。详细梳理了在波前重构技术和波前预测技术方向上应用深度学习的研究进展，包括研究者在这两个研究方向中所采用的具体研究方法以及相应的神经网络结构设计，同时分析了这些神经网络在不同实际应用场景下的性能表现，并对不同神经网络结构之间的差异进行了比较和讨论，探究了结构差异所带来的具体影响。最后，总结了深度学习在这两个方向上的已有方法，并就未来深度学习与自适应光学技术如何深度融合的发展趋势进行了展望。
深度学习技术与自适应光学技术的结合，预期能够有效提升波前校正效果，并能更好地应对更复杂的环境条件。详细梳理了在波前重构技术和波前预测技术方向上应用深度学习的研究进展，包括研究者在这两个研究方向中所采用的具体研究方法以及相应的神经网络结构设计，同时分析了这些神经网络在不同实际应用场景下的性能表现，并对不同神经网络结构之间的差异进行了比较和讨论，探究了结构差异所带来的具体影响。最后，总结了深度学习在这两个方向上的已有方法，并就未来深度学习与自适应光学技术如何深度融合的发展趋势进行了展望。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.240092
摘要:
针对宽频测量系统量值传递需求，基于Marx电路设计了一款单极性方波脉冲源。该脉冲源以MOSFET器件为核心，采用光纤隔离驱动方案实现10 kV的方波脉冲输出。采用叠层结构搭建12级样机，实现了脉冲发生器的模块化与小型化。实验结果表明：该方波脉冲源在带300 pF以下的容性负载时可实现前沿小于百纳秒、输出电压kV级别、脉宽200 μs的脉冲输出。该电源适用于宽频测量设备的方波响应性能实验等脉冲功率相关用途。
针对宽频测量系统量值传递需求，基于Marx电路设计了一款单极性方波脉冲源。该脉冲源以MOSFET器件为核心，采用光纤隔离驱动方案实现10 kV的方波脉冲输出。采用叠层结构搭建12级样机，实现了脉冲发生器的模块化与小型化。实验结果表明：该方波脉冲源在带300 pF以下的容性负载时可实现前沿小于百纳秒、输出电压kV级别、脉宽200 μs的脉冲输出。该电源适用于宽频测量设备的方波响应性能实验等脉冲功率相关用途。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.240041
摘要:
针对哈尔滨工业大学空间环境地面模拟装置（SESRI）-300 MeV质子重离子加速器直线注入器，设计了直线定时系统，为脉冲工作模式的直线注入器斩波器、高频低电平系统、束流诊断与反馈系统提供精准的、符合物理调束需求的工作时序触发信号。系统硬件基于现场可编程门阵列（FPGA）设计和开发，实现了内触发模式与外触发模式两种模式下对直线加速器相关设备的精准时序控制以及斩波器的控制与安全联锁。硬件支持光信号通信、W5300以太网通信、多路继电器输出与多路同步触发信号的精准时序输出。同时，系统采用光信号通信模块方便系统的级联，易于系统扩展，可满足大规模直线加速器定时系统需求。用户上位机软件基于实验物理和工业控制系统（EPICS）分布式架构开发。该系统已成功运用在300 MeV质子重离子加速器装置、近代物理研究所SSC-LINAC装置，且长期运行稳定、可靠，无任何故障。
针对哈尔滨工业大学空间环境地面模拟装置（SESRI）-300 MeV质子重离子加速器直线注入器，设计了直线定时系统，为脉冲工作模式的直线注入器斩波器、高频低电平系统、束流诊断与反馈系统提供精准的、符合物理调束需求的工作时序触发信号。系统硬件基于现场可编程门阵列（FPGA）设计和开发，实现了内触发模式与外触发模式两种模式下对直线加速器相关设备的精准时序控制以及斩波器的控制与安全联锁。硬件支持光信号通信、W5300以太网通信、多路继电器输出与多路同步触发信号的精准时序输出。同时，系统采用光信号通信模块方便系统的级联，易于系统扩展，可满足大规模直线加速器定时系统需求。用户上位机软件基于实验物理和工业控制系统（EPICS）分布式架构开发。该系统已成功运用在300 MeV质子重离子加速器装置、近代物理研究所SSC-LINAC装置，且长期运行稳定、可靠，无任何故障。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.230323
摘要:
针对粒子加速器，地面变形会导致束流畸变甚至丢失，所以在粒子加速器领域对地面变形的研究是有必要的。通过在合肥光源直线加速器隧道先后搭建两套并行分布、由7台间隔10 m的静力水准传感器构成的静力水准系统，经过对两套系统采集的共计三段为期半个月监测数据进行分析，发现了ATL模型中存在的线性关系，分别得到不同时段本地区模型常数值，并发现了模型常数与季节温度的相关性。最后通过数据对比发现地面点相对运动中的周期成分主要受固体潮效应影响。
针对粒子加速器，地面变形会导致束流畸变甚至丢失，所以在粒子加速器领域对地面变形的研究是有必要的。通过在合肥光源直线加速器隧道先后搭建两套并行分布、由7台间隔10 m的静力水准传感器构成的静力水准系统，经过对两套系统采集的共计三段为期半个月监测数据进行分析，发现了ATL模型中存在的线性关系，分别得到不同时段本地区模型常数值，并发现了模型常数与季节温度的相关性。最后通过数据对比发现地面点相对运动中的周期成分主要受固体潮效应影响。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.230362
摘要:
锥束X射线CT和二维扇束、平行束CT系统相比具有扫描速度快、射线利用率高、重建图像轴向分辨率和水平分辨率一致等优点，是当前工业CT技术发展的重点。然而，由于散射线的存在，其成像质量受到影响。为了减小散射线对图像质量的影响，提出一种新的基于斜孔散射校正板的散射校正方法，对该方法的原理和实现进行了深入的研究，通过获取原始扫描数据以及斜孔散射校正板后的扫描数据，利用插值和平滑处理的方法获得散射场数据。然后，通过将原始数据减去散射场数据后进行重建，即可得到无散射的CT图像。通过与光栅式散射校正板校正方法进行对比，结果表明，该方法应用于涡轮叶片的锥束CT扫描结果校正，典型区域（叶片内冷却通道及叶片内壁）对比度噪声比分别提升了14.2%和56.8%，而光栅式散射校正板校正后，同一位置对比度噪声比分别仅提升了5.6%和27.6%，验证了基于斜孔散射校正板散射校正方法的优越性。
锥束X射线CT和二维扇束、平行束CT系统相比具有扫描速度快、射线利用率高、重建图像轴向分辨率和水平分辨率一致等优点，是当前工业CT技术发展的重点。然而，由于散射线的存在，其成像质量受到影响。为了减小散射线对图像质量的影响，提出一种新的基于斜孔散射校正板的散射校正方法，对该方法的原理和实现进行了深入的研究，通过获取原始扫描数据以及斜孔散射校正板后的扫描数据，利用插值和平滑处理的方法获得散射场数据。然后，通过将原始数据减去散射场数据后进行重建，即可得到无散射的CT图像。通过与光栅式散射校正板校正方法进行对比，结果表明，该方法应用于涡轮叶片的锥束CT扫描结果校正，典型区域（叶片内冷却通道及叶片内壁）对比度噪声比分别提升了14.2%和56.8%，而光栅式散射校正板校正后，同一位置对比度噪声比分别仅提升了5.6%和27.6%，验证了基于斜孔散射校正板散射校正方法的优越性。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.240065
摘要:
导弹作为军机的挂载，在雷电特殊环境中存在遭受雷击风险。为了提高机载导弹的雷电防护，根据标准SAE ARP5416的试验方法在CST中搭建仿真环境，对“军机挂载导弹”模型采用静电场仿真进行雷电附着1A区划分，并采用注入电流法仿真模型遭遇雷击时的间接效应。仿真结果表明：导弹导引头固定后沿（金属部分）和尾翼翼尖易遭受雷电初始附着，当雷电附着于导弹导引头固定后沿时，雷达罩内的电磁场环境最为恶劣，并且碳纤维复合材料（CFRP）舱段内产生的强电场环境和线缆的高感应电压会损坏弹内设备，而CFRP镀铝可将舱段内电场强度和线缆感应电压降低两个数量级，有着良好的雷电电磁屏蔽效果。
导弹作为军机的挂载，在雷电特殊环境中存在遭受雷击风险。为了提高机载导弹的雷电防护，根据标准SAE ARP5416的试验方法在CST中搭建仿真环境，对“军机挂载导弹”模型采用静电场仿真进行雷电附着1A区划分，并采用注入电流法仿真模型遭遇雷击时的间接效应。仿真结果表明：导弹导引头固定后沿（金属部分）和尾翼翼尖易遭受雷电初始附着，当雷电附着于导弹导引头固定后沿时，雷达罩内的电磁场环境最为恶劣，并且碳纤维复合材料（CFRP）舱段内产生的强电场环境和线缆的高感应电压会损坏弹内设备，而CFRP镀铝可将舱段内电场强度和线缆感应电压降低两个数量级，有着良好的雷电电磁屏蔽效果。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.230401
摘要:
为了抑制波导中引入传动轴导致的微波泄露，保障系统的正常运行，提出了一种级联宽带扼流装置。利用阻抗变换原理分析了级联宽带扼流装置的带宽特性，通过增加介质片的数量提升扼流装置的频带宽度。根据等效波长原理，提高介质片介电常数可缩小扼流装置的体积。通过电磁仿真软件构建扼流装置模型，并分析了介质片数量、介电常数和尺寸对扼流装置性能的影响。仿真结果表明：工作频率为10 GHz时，双层扼流装置的泄露损耗在9.70～10.82 GHz带宽范围内小于−40 dB，相对带宽达到8.2%。最后，采用简化仿真模型进行了实物加工和测试，测试结果证实仿真结果的正确性，同时验证了该扼流装置的低损耗和宽频带特性。
为了抑制波导中引入传动轴导致的微波泄露，保障系统的正常运行，提出了一种级联宽带扼流装置。利用阻抗变换原理分析了级联宽带扼流装置的带宽特性，通过增加介质片的数量提升扼流装置的频带宽度。根据等效波长原理，提高介质片介电常数可缩小扼流装置的体积。通过电磁仿真软件构建扼流装置模型，并分析了介质片数量、介电常数和尺寸对扼流装置性能的影响。仿真结果表明：工作频率为10 GHz时，双层扼流装置的泄露损耗在9.70～10.82 GHz带宽范围内小于−40 dB，相对带宽达到8.2%。最后，采用简化仿真模型进行了实物加工和测试，测试结果证实仿真结果的正确性，同时验证了该扼流装置的低损耗和宽频带特性。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.240076
摘要:
在计算电磁学领域，时域间断有限元算法（DGTD）一般基于模型空间的不规则网格划分和单元上高阶多项式插值计算。同样的插值阶数，两维空间四边形网格划分比三角形网格划分具有更少的自由度和更高的计算效率。然而，传统基于等参变换和多项式张量积插值的基函数空间在四边形单元上仅具有低阶完备性，且稳定性和精度受网格畸变影响较大。为此，本文提出了一种基于不规则四边形网格的高阶B样条插值DGTD方法，用于Maxwell方程的求解。文章采用的B样条基不仅具有高阶多项式空间的插值完备性，而且完全消除了单元内部自由度。此外，Maxwell方程离散系统的各系数矩阵还具有精确的解析形式。使用该方法分析腔体的本征模和楔形体的电磁散射，结果表明，相较于COMSOL软件最大允许时间步长提高2.5倍，计算所需未知量减少25%，证实了本文算法的高稳定性和高精度特点。
在计算电磁学领域，时域间断有限元算法（DGTD）一般基于模型空间的不规则网格划分和单元上高阶多项式插值计算。同样的插值阶数，两维空间四边形网格划分比三角形网格划分具有更少的自由度和更高的计算效率。然而，传统基于等参变换和多项式张量积插值的基函数空间在四边形单元上仅具有低阶完备性，且稳定性和精度受网格畸变影响较大。为此，本文提出了一种基于不规则四边形网格的高阶B样条插值DGTD方法，用于Maxwell方程的求解。文章采用的B样条基不仅具有高阶多项式空间的插值完备性，而且完全消除了单元内部自由度。此外，Maxwell方程离散系统的各系数矩阵还具有精确的解析形式。使用该方法分析腔体的本征模和楔形体的电磁散射，结果表明，相较于COMSOL软件最大允许时间步长提高2.5倍，计算所需未知量减少25%，证实了本文算法的高稳定性和高精度特点。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.230421
摘要:
针对研究具有高功率容量、高效率和低剖面特性的阵列天线的应用需求，提出并设计了一种高功率容量高效率开口波导阵列天线。该天线由紧凑型1分16路波导功率分配网络、4×4矩形开口波导单元和陶瓷密封罩组成，通过设计开口波导尺寸、在开口波导表面加载E面金属栅条，使得辐射口面的电场分布更为均匀，提高了单元辐射增益。采用阶梯匹配结构实现了波导功率分配网络输出端口到开口波导单元口面的尺寸变换，同时提高了系统的阻抗带宽。加载在阵面上的陶瓷罩可使天线内部处于真空状态，提高了天线的功率容量。针对X波段高功率阵列天线的应用需求，优化设计了一个中心频率为9.5 GHz的16单元开口波导阵列，仿真结果表明其在9.25～9.65 GHz范围内口径效率均大于90%，反射系数均小于-13.9 dB。对天线进行了加工测试，测试得到的天线反射曲线和中心频率下的辐射方向图与仿真结果吻合良好，中心频率下天线增益为21.7 dBi。天线整体剖面高度为中心频率处波长的2倍，仿真得到的真空中功率容量为40 MW，具有高功率容量、高效率和低剖面的特点。
针对研究具有高功率容量、高效率和低剖面特性的阵列天线的应用需求，提出并设计了一种高功率容量高效率开口波导阵列天线。该天线由紧凑型1分16路波导功率分配网络、4×4矩形开口波导单元和陶瓷密封罩组成，通过设计开口波导尺寸、在开口波导表面加载E面金属栅条，使得辐射口面的电场分布更为均匀，提高了单元辐射增益。采用阶梯匹配结构实现了波导功率分配网络输出端口到开口波导单元口面的尺寸变换，同时提高了系统的阻抗带宽。加载在阵面上的陶瓷罩可使天线内部处于真空状态，提高了天线的功率容量。针对X波段高功率阵列天线的应用需求，优化设计了一个中心频率为9.5 GHz的16单元开口波导阵列，仿真结果表明其在9.25～9.65 GHz范围内口径效率均大于90%，反射系数均小于-13.9 dB。对天线进行了加工测试，测试得到的天线反射曲线和中心频率下的辐射方向图与仿真结果吻合良好，中心频率下天线增益为21.7 dBi。天线整体剖面高度为中心频率处波长的2倍，仿真得到的真空中功率容量为40 MW，具有高功率容量、高效率和低剖面的特点。
