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机车车顶天线布局优化的研究

机车车顶天线布局优化的研究

作者：毛煜茹北京交通大学

学位级别：硕士

铁路系统有一套复杂的无线通信与调度系统,主要包括450MHz频段列调系统,800MHz列尾和列车安全预警系统,铁路GSM—R系统(上行885～889MHz,下行930～934MHz)。因此机车车顶上势必会有多副天线共存的现象,当天线相互靠近时就会彼此产生干... 详细信息

铁路系统有一套复杂的无线通信与调度系统,主要包括450MHz频段列调系统,800MHz列尾和列车安全预警系统,铁路GSM—R系统(上行885～889MHz,下行930～934MHz)。因此机车车顶上势必会有多副天线共存的现象,当天线相互靠近时就会彼此产生干扰以致影响整个系统的正常通信。天线之间的耦合是无线通信系统间电磁干扰的主要传输途径,若不能很好的解决天线之间的耦合问题,就会影响到整个机车系统的正常工作,使之存在着安全隐患。采取增大天线之间的间距是降低互耦的有效措施,但是由于机车顶部的有限空间,只有通过合理的天线布局才能使互耦减小到最小。本文首先利用智能优化算法粒子群算法(PSO)对多副天线组成的系统进行布局优化。建立了较为简单的天线系统模型,在一块有限大的金属平板上放置多副天线,并把天线之间的耦合度作为需要优化的目标函数,基于Matlab高级语言,根据粒子群算法找到合理而正确的各个天线的位置坐标,使得天线之间的耦合度最小。粒子群算法可以产生大量丰富的天线布局方案,从而实现对天线布局的优化。本文验证了粒子群算法在天线布局问题中的正确性和有效性,这样也为更加复杂的多天线系统布局提供了思路和分析方法。其次本文利用基于矩量法的仿真软件FEKO对机车顶部放置多副天线时的天线的特性参数进行了大量的仿真,仿真的特性参数为天线的方向性图和天线的驻波比,驻波比主要反映了天线与馈线系统是否良好匹配。并且把被研究天线的驻波比是否小于2作为衡量标准,给出了该天线在其它三副干扰天线的影响下正常工作的各天线的最小间距。最后在半电波暗室中进行了实际测量,将全反射地面等效成机车车顶,四周为自由空间,忽略实际地面以及车身的影响。利用自动测试系统得到了被研究天线在有多副干扰天线存在时的方向性图,并研究了在干扰天线端接50Ω匹配负载与空载两种情况下对被研究天线方向性的影响。使用矢量网络分析仪测得了同样环境下的天线的驻波比,得到大量实用的数据,并把得到的数据与仿真结果进行简单比较,给出误差分析。

关键词：天线布局耦合度粒子群算法

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复合材料飞机电磁环境的多尺度分析

山西大学学报(自然科学版) 2023年第5期46卷 1149-1157页

作者：毛煜茹孙鹏中北大学信息与通信工程学院

复合材料飞机电磁环境的分析属于多尺度，电大尺寸问题，采用传统数值方法会引起离散化剖分的奇异性问题。文章提出了一种基于薄层阻抗边界条件的多尺度分析方法，在该方法中，首先采用全波频域方法在微观尺度下计算复合材料的电磁响应... 详细信息

复合材料飞机电磁环境的分析属于多尺度，电大尺寸问题，采用传统数值方法会引起离散化剖分的奇异性问题。文章提出了一种基于薄层阻抗边界条件的多尺度分析方法，在该方法中，首先采用全波频域方法在微观尺度下计算复合材料的电磁响应，考虑其材料、结构和厚度等参数的影响，并将其等效为具有相同电磁响应的边界条件；其次将此等效边界条件引入到复合材料飞机电磁响应的计算过程中，在宏观尺度下用全波频域方法计算整个飞机的电磁环境。多尺度分析方法无须对复合材料飞机蒙皮进行电磁离散化，解决了网格剖分的奇异性问题，实现复合材料飞机电磁环境的数值研究。

关键词：复合材料飞机多尺度等效方法薄层边界条件电磁环境

来源：博看期刊

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介质目标的太赫兹波近场散射特性计算

电子与信息学报 2015年第4期37卷 1002-1007页

作者：程志华谢拥军马晓东毛煜茹毕博北京航空航天大学电子信息工程学院北京100191

该文基于广义的Kirchhoff阻抗边界条件和物理光学法,对太赫兹频段介质体近场散射特性进行了研究,给出了介质体近场散射计算公式。针对在太赫兹频段由于波长较短引起的计算量大幅提升的问题,采用以面元为计算单位、以像素为遮挡判断单位... 详细信息

该文基于广义的Kirchhoff阻抗边界条件和物理光学法,对太赫兹频段介质体近场散射特性进行了研究,给出了介质体近场散射计算公式。针对在太赫兹频段由于波长较短引起的计算量大幅提升的问题,采用以面元为计算单位、以像素为遮挡判断单位的太赫兹频段介质体近场散射的快速计算方法,该方法在保证计算精度的基础上,大大降低了计算复杂度和时间。计算了圆柱体和鸭嘴形介质体在不同距离下的雷达散射截面,并且分析了电磁场与物体相互作用后,相位项在不同距离、不同频率下对介质体雷达散射截面的影响。

关键词：雷达散射截面图形电磁学太赫兹近场

舰载相控阵天线杂散发射辐射的统计电磁学分析

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微波学报 2016年第2期32卷 11-14,29页

作者：刘莹毛煜茹谢拥军西安电子科技大学天线与微波重点实验室西安710071 北京航空航天大学电子信息工程学院北京100087

舰船上的有源相控阵天线各个单元收发组件的杂散发射及其辐射的电磁环境电平是典型的随机量,无法直接利用适合于确定性问题的计算电磁学方法进行求解。本文建立了舰船环境下相控阵天线的电磁仿真模型,应用电磁场全波分析结合蒙特卡洛方... 详细信息

舰船上的有源相控阵天线各个单元收发组件的杂散发射及其辐射的电磁环境电平是典型的随机量,无法直接利用适合于确定性问题的计算电磁学方法进行求解。本文建立了舰船环境下相控阵天线的电磁仿真模型,应用电磁场全波分析结合蒙特卡洛方法的数值统计电磁学方法,分析了舰载相控阵天线杂散干扰的随机特性,给出了相控阵天线杂散发射辐射的环境电场值随着各个天线单元杂散发射随机特性变化的概率密度统计分布。该方法对于其他随机因素引发的相控阵天线指标的统计特性分析也具有参考意义。

关键词：统计电磁学杂散发射相控阵天线概率密度函数

金属接触非线性引起的无源互调效应的数值分析

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电子学报 2015年第6期43卷 1174-1178页

作者：毛煜茹刘莹谢拥军程志华王新波李韵北京航空航天大学电子信息工程学院北京100191 西安电子科技大学天线与微波技术重点实验室陕西西安710071 中国空间技术研究院西安分院空间微波技术国家重点实验室陕西西安710100

针对时域物理光学方法求解无源互调问题的局限性,提出基于"场路结合"的数值分析方法,建立非线性金属结的等效电路模型并将其引入到全波方法中,通过全波方法与等效电路相结合的方式来分析系统的无源互调干扰.计算实例表明,该方法可以精... 详细信息

针对时域物理光学方法求解无源互调问题的局限性,提出基于"场路结合"的数值分析方法,建立非线性金属结的等效电路模型并将其引入到全波方法中,通过全波方法与等效电路相结合的方式来分析系统的无源互调干扰.计算实例表明,该方法可以精确地计算由于金属接触非线性引起的无源互调及其作为二次辐射源所激发的电磁场,避免了时域方法在电大尺寸问题上计算的积累误差以及只能对处于远场区的简单微波结构的无源互调效应进行求解的问题.本文提出的场路结合数值分析方法为微波部件无源互调效应的研究提供了新的思路与方法.

关键词：场路结合等效电路模型电磁数值分析无源互调

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预训练语言模型偏见消除方法研究

预训练语言模型偏见消除方法研究

作者：毛煜洲电子科技大学

学位级别：硕士

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“微波技术与天线”课程教学改革探索

教育教学论坛 2023年第16期 60-63页

作者：毛煜茹杨志良孙鹏姚金杰中北大学信息与通信工程学院山西太原030051

“微波技术与天线”课程是信息对抗技术类大学生的专业基础课,是学生专业知识结构、能力达成矩阵中的重要组成部分,在培养学生解决复杂工程问题能力的过程中具有重要的理论支撑作用。针对课程教学过程中出现的难教难学问题,探索教学方... 详细信息

“微波技术与天线”课程是信息对抗技术类大学生的专业基础课,是学生专业知识结构、能力达成矩阵中的重要组成部分,在培养学生解决复杂工程问题能力的过程中具有重要的理论支撑作用。针对课程教学过程中出现的难教难学问题,探索教学方法的改革。采用多样化的教学方式,在课堂教学环节引入案例教学法以及课堂主题讨论法;在原有验证性微波实验的基础上,增加电磁模拟仿真实践教学环节,建立微波仿真平台、开设仿真实验等,将电磁仿真软件如Ansys HFSS引入“微波技术与天线”课程的实践教学,培养学生自主学习和探索的能力。通过一系列的教改措施,帮助学生灵活掌握专业基础知识,提升其分析、解决信息对抗技术领域复杂工程问题的能力。

关键词：微波技术与天线教学改革案例教学电磁仿真