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时域舰船平台上电磁脉冲照射下人体SAR分布

收藏本文 2024-03-07 点赞:6636 浏览:21179 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:现代舰船上有着着大量电子设备、各类天线,电磁环境非常复杂,并且随着科学技术的进步,舰船平台还需要面对各种人为造成的电磁干扰,其中一种重要的干扰形式就是电磁脉冲武器的攻击。这些高功率的电磁脉冲不但会干扰和损坏舰船平台上的电子和通信设备,其携带的电磁能量也会被人体吸收,使舰船上的工作人员遭受电磁辐射伤害。不同频率的高强度电磁辐射会对人体造成不同的影响,轻微的可使皮肤发热、神经疼痛,严重的会造成神经错乱、心脏衰竭、烧伤甚至致死。由此,探讨舰船平台在高功率电磁脉冲照射下舱室中和甲板上的人体吸收的电磁能量大小及分布情况,对于为这些处在复杂电磁环境中的工作人员提供足够的电磁屏蔽和电磁防护来说非常重要。为此,本论文针对典型舱室及甲板结构中人体与电磁波之间的相互作用机理及相应仿真策略进行了较为系统地深入探讨。本论文主要探讨工作和革新点总结如下:1.提出一种改善的介质共形FDTD策略,采取磁网格来对不同介质的电磁参数进行面积加权,以而得到网格棱边上电场的等效电磁参数;2.针对共形网格的处理,对SAR在共形网格中的计算公式做了改善,使曲面介质边界处SAR的计算结果更加准确;3.通过数值验证,说明这种新的介质共形FDTD策略在SAR计算中的准确性和有效性;4.将这种共形FDTD策略运用在舰船平台上圆柱结构和不规则结构的舱室内的人体,探讨当舱室遭受不同幅度、不同入射方向、不同极化方向的高功率超宽带电磁脉冲照射时,舱室中人体SAR的分布情况。5.进一步将这种共形FDTD策略运用在舰船平台上甲板上的人体,探讨当人体遭受不同入射方向、不同极化方向的高功率雷达脉冲照射时,甲板上人体SAR的分布情况。关键词:电磁脉冲论文介质共形论文时域有限差分论文比吸收率论文

    摘要3-5

    ABSTRACT5-10

    第一章 绪论10-15

    1.1 课题探讨背景10

    1.2 国内外探讨情况10-13

    1.2.1 电磁波与人体的相互作用探讨11-12

    1.2.2 介质共形 FDTD 的探讨12-13

    1.3 本论文的主要工作13-15

    第二章 时域有限差分策略及比吸收率的计算15-34

    2.1 FDTD 基本原理15-19

    2.2 PML 吸收边界条件19-22

    2.3 激励源技术22-27

    2.3.1 时谐场源23

    2.3.2 超宽带脉冲源23-24

    2.3.3 平面波加入的总场边界条件24-27

    2.4 稳定性条件27-28

    2.5 介质共形 FDTD28-30

    2.6 比吸收率的概念30-31

    2.7 平均 SAR 的计算31

    2.8 SAR 的行业标准31-32

    2.9 本章小节32-34

    第三章 基于介质共形 FDTD 的 SAR 计算34-46

    3.1 基于磁网格的介质共形 FDTD 技术34-36

    3.2 基于共形 FDTD 的 SAR 计算36-37

    3.3 数值结果验证及讨论37-45

    3.3.1 介质球模型验证38-41

    3.3.2 人头模型验证41-45

    3.4 本章小结45-46

    第四章 圆柱形舱室内人体模型的 SAR 计算46-53

    4.1 圆柱形舱室及人体模型46-47

    4.2 脉冲入射方向对人体 SAR 值分布的影响47-49

    4.3 脉冲极化方向对人体 SAR 值分布的影响49-52

    4.4 本章小结52-53

    第五章 不规则舱室内人体模型的 SAR 计算53-62

    5.1 舱室及人体模型53-54

    5.2 舱室门开启时人体 SAR 值分布54-57

    5.3 舱室门闭合时人体 SAR 值分布57-61

    5.4 本章小结61-62

    第六章 雷达脉冲照射下甲板上人体模型的 SAR 计算62-70

    6.1 甲板结构及人体模型62

    6.2 雷达脉冲波形62-63

    6.3 雷达脉冲沿不同方向入射时人体模型的 SAR 值分布63-66

    6.4 雷达脉冲沿不同方向极化时人体模型的 SAR 值分布66-69

    6.5 本章小结69-70

    第七章 总结与展望70-72

    7.1 探讨总结70-71

    7.2 未来工作的展望71-72

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