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电子系统电磁防护仿生设计要点分析
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作者 包家立 《电工技术学报》 北大核心 2026年第4期1075-1086,共12页
暴露在复杂电磁环境中的电子系统极易受到环境电磁场的干扰和损坏,电磁防护是防止电磁环境干扰和损坏的重要手段。该文针对电磁防护仿生,分析了电子系统与生物系统的结构特征、电磁环境效应和生物效应、电磁效应的耦合途径、神经信号与... 暴露在复杂电磁环境中的电子系统极易受到环境电磁场的干扰和损坏,电磁防护是防止电磁环境干扰和损坏的重要手段。该文针对电磁防护仿生,分析了电子系统与生物系统的结构特征、电磁环境效应和生物效应、电磁效应的耦合途径、神经信号与传递保护、电磁防护仿生等。结果表明:电磁防护仿生的关键是模仿生物系统的结构,完成电子系统的仿生设计。生物系统是一个开放性结构,电子系统结构可模仿生物系统与外界电磁环境的物质交换、能量转换、信息传递机制。生物系统的信号耦合、编码、传递线保护能有效抵御强电磁干扰,电子系统应借鉴其结构特征。在整机系统上,借鉴生物的抗扰性(鲁棒性)、自律性(自组织、自适应、自修复)、遗传性机制,设计具备高效电磁抗扰能力的电子系统。 展开更多
关键词 电磁防护 仿生 电磁环境 电磁兼容 生物系统
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低频辐射环境下多导线电磁耦合计算新方法
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作者 叶志红 翟宇凡 《微波学报》 北大核心 2026年第1期60-67,共8页
鉴于低频辐射持续时间很长而多导体传输线结构精细,场线耦合时域计算效率极低,同时缺乏高效的场线耦合频域模型与算法。本文将频域有限差分法(FDFD)与传输线方程和矩量法(MoM)相结合,研究了一种新型的场线耦合频域算法,实现屏蔽腔体环... 鉴于低频辐射持续时间很长而多导体传输线结构精细,场线耦合时域计算效率极低,同时缺乏高效的场线耦合频域模型与算法。本文将频域有限差分法(FDFD)与传输线方程和矩量法(MoM)相结合,研究了一种新型的场线耦合频域算法,实现屏蔽腔体环境下多导体传输线低频辐射干扰的准确快速计算。首先,采用传输线方程构建多导体传输线的低频辐射耦合模型,通过FDFD方法进行求解,推导建立新型的FDFD-TL矩阵方程。然后,使用MoM准确快速计算多导体传输线沿线的切向电场,获取FDFD-TL矩阵方程的等效电压源项。最后,结合复共轭梯度法与MPI并行技术,快速求解FDFD-TL矩阵方程,获得多导体传输线沿线及端接负载电流响应。通过相应计算实例的数值模拟,与MoM全波仿真结果从精度和计算耗时两方面进行对比,充分验证了该方法的计算精度与效率。 展开更多
关键词 低频辐射 多导体传输线耦合 矩量法 FDFD-TL矩阵方程 MPI并行的复共轭梯度法
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船舶磁场动态检测中磁场反演校正方法
3
作者 周国华 夏帅 +2 位作者 吴轲娜 奉之翔 凌志 《兵工学报》 北大核心 2026年第1期407-415,共9页
船舶磁场动态检测具有测量设备简单、隐蔽性好、建造成本低等优势,已成为世界各国海军争相发展的一种船舶磁场检测方式,但磁场动态检测过程中姿态等航行动态因素变化会导致较大的磁场测量误差。基于船舶磁场动态检测的基本原理,建立船... 船舶磁场动态检测具有测量设备简单、隐蔽性好、建造成本低等优势,已成为世界各国海军争相发展的一种船舶磁场检测方式,但磁场动态检测过程中姿态等航行动态因素变化会导致较大的磁场测量误差。基于船舶磁场动态检测的基本原理,建立船舶磁场动态检测数学模型,据此详细模拟分析各动态因素对测量磁场的影响程度,并提出计及各动态因素影响的测量磁场反演校正方法,即通过动态测量多源数据构建船舶等效磁性反演校正模型,用Lasso回归求解,继而通过反演等效磁性参数实现动态测量过程的磁场数据校正。物理缩比模型实验结果表明,船舶在4个不同航行方向上的磁场动态测量中,当航向动态变化幅值为4°时,校正前的最大绝对误差为374 nT、相对误差不小于3.44%,校正后磁场的最大绝对误差为146 nT、相对误差不超过2.35%。新方法对提高船舶磁场动态检测准确度及推广应用具有很好的工程指导意义。 展开更多
关键词 磁场动态检测 等效磁性模型 磁偶极子 磁场校正
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轴流风机辐照电磁干扰计算方法与敏感频率研究
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作者 杨金升 夏敬轩 +2 位作者 肖前明 吴强 杜平安 《电子科技大学学报》 北大核心 2026年第2期178-183,共6页
研究了轴流风机在电磁辐照环境下的感应电流特性及敏感频率问题。基于Agrawal传输线模型与BLT方程,通过绕组阻抗测试和建立等效电路模型,提出一种针对线缆端接非线性负载的感应电流频域解析计算方法,并利用数值方法验证了其计算精度和... 研究了轴流风机在电磁辐照环境下的感应电流特性及敏感频率问题。基于Agrawal传输线模型与BLT方程,通过绕组阻抗测试和建立等效电路模型,提出一种针对线缆端接非线性负载的感应电流频域解析计算方法,并利用数值方法验证了其计算精度和效率。通过对传输线敏感频率分析,发现在特定频率下传输线上感应电流会大幅增加,测试结果显示在31 MHz和93 MHz两个敏感频点轴流风机容易受到外界电磁波干扰。研究成果可为电子设备辐照电磁干扰预测和防护提供参考。 展开更多
关键词 轴流风机 非线性负载 场线耦合 Agrawal传输线模型 BLT方程 敏感频率
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基于改进Preisach模型的软磁复合材料复杂励磁损耗计算方法
5
作者 史凯萌 张殿海 +2 位作者 许雪峰 赵轩哲 任自艳 《电工技术学报》 北大核心 2026年第6期1805-1816,共12页
软磁复合材料因其独特的分布式气隙结构和高饱和磁通密度特性,在电力电子变换器的直流电感等关键磁性元件中具有重要应用价值。准确评估此类材料在复杂励磁状态下的损耗对器件的设计与优化至关重要。该文采用损耗分离法,磁滞损耗部分采... 软磁复合材料因其独特的分布式气隙结构和高饱和磁通密度特性,在电力电子变换器的直流电感等关键磁性元件中具有重要应用价值。准确评估此类材料在复杂励磁状态下的损耗对器件的设计与优化至关重要。该文采用损耗分离法,磁滞损耗部分采用磁滞模型计算,涡流损耗部分采用解析公式计算。极限磁滞回线法Preisach模型使用单一磁滞回线数据建模,方便易用,但其在建模精度上仍存在一定局限性。该文提出多磁滞回线修正方法,将原模型修改为使用多组实测磁滞回线共同建模,提升了模型精度,同时对直流偏置条件下的磁滞损耗计算也表现出优越性能。基于软磁复合材料的微观结构特征,该文将涡流损耗分解为颗粒间与颗粒内涡流损耗两个分量,并提出了一种适用于软磁复合材料涡流损耗计算的特征参数。最后以搭建的Boost变换器和LLC谐振变换器为例,预测了不同励磁方式下的磁心损耗,计算结果与实测结果相吻合,验证了该文所提方法的有效性。 展开更多
关键词 软磁复合材料 PREISACH模型 损耗分离 非正弦励磁
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适用于螺旋驱动式胶囊机器人内窥镜的双端接收线圈设计与实验
6
作者 文人庆 颜国正 +2 位作者 韩玎 姜萍萍 王志武 《光学精密工程》 北大核心 2026年第3期415-424,共10页
无线胶囊内窥镜是一种非侵入式肠道检测工具,但其缺乏主动运动能力,而基于主动运动平台的胶囊机器人内窥镜则是解决这一问题的有效方案。因此,设计了一种采用螺旋驱动式运动结构的胶囊机器人内窥镜,其可以通过控制螺旋驱动单元的转速和... 无线胶囊内窥镜是一种非侵入式肠道检测工具,但其缺乏主动运动能力,而基于主动运动平台的胶囊机器人内窥镜则是解决这一问题的有效方案。因此,设计了一种采用螺旋驱动式运动结构的胶囊机器人内窥镜,其可以通过控制螺旋驱动单元的转速和转向实现不同的动作。针对该机械结构,设计了与其适配的双端接收线圈,通过理论分析以及数学建模的方式计算了不同拓扑结构接收线圈的电气参数。最后,通过仿真模拟以及实际实验测试,评估了不同拓扑结构接收线圈的效率。实验结果表明,采用先整流后串联的拓扑结构时,双端接收线圈表现出较高的稳定性,线圈在感应产生981 mW功率时,能量传输效率为2.75%。此外,管道实验也验证了无线能量传输系统能够满足胶囊机器人内窥镜运动和控制的功率需求。 展开更多
关键词 胶囊机器人 内窥镜 无线能量传输 螺旋驱动式运动机构 双端接收线圈 无线能量传输效率
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脉冲激励磁性纳米粒子的磁化稳态方法
7
作者 李美凝 杜强 柯丽 《电工技术学报》 北大核心 2026年第1期37-45,59,共10页
磁性纳米粒子成像(MPI)的分辨率随着粒径的增大而提高,但在实际应用中,粒径的增大会导致弛豫效应增强,对于正弦激励的MPI,由于激励不断变化,磁粒子的磁化无法达到稳态,会导致分辨率下降。为此,该文提出将激励方式改为脉冲激励,利用脉冲... 磁性纳米粒子成像(MPI)的分辨率随着粒径的增大而提高,但在实际应用中,粒径的增大会导致弛豫效应增强,对于正弦激励的MPI,由于激励不断变化,磁粒子的磁化无法达到稳态,会导致分辨率下降。为此,该文提出将激励方式改为脉冲激励,利用脉冲激励等待粒子磁化达到稳态,消除弛豫效应的影响,提高MPI的分辨率。首先,构建基于德拜弛豫的理论磁化模型,建立MPI系统仿真模型,并基于此设计脉冲激励方法,通过模型实现脉冲激励磁场的生成;其次,在激励频率、幅值、粒径等条件相同的情况下利用脉冲和正弦两种不同的激励进行仿真实验,对比两种激励下的粒子磁化信号发现,使用脉冲激励可以使磁粒子的磁化达到稳态,同时测量了不同激励下的信号点扩散函数,结果表明,脉冲激励MPI的点扩散函数的半峰全宽是正弦激励MPI的84%;最后,使用x-space方法进行线源成像,成像结果表明,脉冲激励MPI具有更高的分辨率。因此,采用脉冲激励磁场使磁粒子磁化达到稳态可以消除信号的滞后,有效地提高MPI的分辨率。 展开更多
关键词 磁性纳米粒子成像(MPI) X-space MPI 磁化稳态 弛豫效应
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基于增强型截断域本征函数展开法的磁屏圆筒铁心线圈电感的解析计算
8
作者 禹东泽 陈柏超 +1 位作者 罗垚 向依可 《电工技术学报》 北大核心 2026年第3期749-759,793,共12页
该文运用增强型截断域本征函数展开法(ETREE)提出磁屏圆筒铁心线圈电感的计算公式。在该模型中,铁心磁导率为有限值,而磁屏磁导率可以是有限值,也可以是无穷大。归一化数值本征函数的运用,使得分析过程大为简化。所得的电感计算公式以... 该文运用增强型截断域本征函数展开法(ETREE)提出磁屏圆筒铁心线圈电感的计算公式。在该模型中,铁心磁导率为有限值,而磁屏磁导率可以是有限值,也可以是无穷大。归一化数值本征函数的运用,使得分析过程大为简化。所得的电感计算公式以有限元仿真进行了验证。数值计算结果表明,该文提出的计算公式与有限元仿真对比,其结果误差不超过0.5%,同时具有令人满意的计算效率。 展开更多
关键词 磁屏 铁心线圈电感 增强型截断域本征函数展开法 电感计算
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定子永磁型对转双转子高速飞轮电机电磁振动分析及优化设计
9
作者 严作光 杨雨彬 +2 位作者 张萌 郭鸿莹 吴绍朋 《西安交通大学学报》 北大核心 2026年第1期201-210,222,共11页
为解决定子永磁型对转双转子高速飞轮电机(SPMCRDR-HSEM)自身典型双凸极结构及高速、高频运行所引起的高电磁振动问题,围绕该电机开展电磁振动分析及优化设计。依据麦克斯韦应力方程构建SPMCRDR-HSEM径向电磁力半解析计算模型,确定引起... 为解决定子永磁型对转双转子高速飞轮电机(SPMCRDR-HSEM)自身典型双凸极结构及高速、高频运行所引起的高电磁振动问题,围绕该电机开展电磁振动分析及优化设计。依据麦克斯韦应力方程构建SPMCRDR-HSEM径向电磁力半解析计算模型,确定引起电磁振动的最低阶径向电磁力谐波阶次。针对最低阶径向电磁力,提出一种分裂容错齿新结构,分析其径向电磁力及电磁振动抑制原理。采用优劣解距离法确定分裂容错齿最优结构参数,并基于有限元法对采用传统容错齿结构和分裂容错齿结构的两台SPMCRDR-HSEM径向气隙磁密、径向电磁力、电磁振动以及输出转矩等性能进行对比分析。研究结果表明,优化后的SPMCRDR-HSEM在保持良好转矩性能的同时,其内、外电机容错齿处振动加速度分别降低了42.10%和44.42%,电磁振动得到有效抑制。搭建实验平台进行振动实验测试,测试结果与仿真结果相符,验证了所提出的分裂容错齿结构的合理性及优化方法的有效性,拓宽了定子永磁型电机应用领域,为定子永磁型电机电磁振动抑制提供了新思路。 展开更多
关键词 定子永磁型电机 电磁振动 径向电磁力 分裂容错齿 输出转矩
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基于时域干涉效应的深部磁刺激系统设计
10
作者 方晓 杨文龙 +2 位作者 林煜 刘畅 张涛 《电工技术学报》 北大核心 2026年第1期26-36,共11页
传统经颅磁刺激(TMS)系统只含有一种频率的脉冲刺激电流,且刺激线圈多为平面结构,在颅内产生的感应电场呈弥散性分布,聚焦场位于头皮下方2cm左右,随着刺激深度的增加,聚焦性急剧削弱。为改善TMS的深部刺激效果,该文提出一种基于时域干... 传统经颅磁刺激(TMS)系统只含有一种频率的脉冲刺激电流,且刺激线圈多为平面结构,在颅内产生的感应电场呈弥散性分布,聚焦场位于头皮下方2cm左右,随着刺激深度的增加,聚焦性急剧削弱。为改善TMS的深部刺激效果,该文提出一种基于时域干涉效应的深部磁刺激系统(DMSS)。首先,提出了含四个垂直于水平面且与头部相切放置的DMSS空间阵列,该结构可实现多路感应电场叠加,减小颅内电场非纵向分量积累,提高深部聚焦性。其次,针对性地设计了双频多通道脉冲刺激电路,以向空间阵列稳定输出两路存在差频的脉冲刺激电流。然后,采用有限元数值分析得到时域干涉刺激模式下DMSS空间阵列产生的颅内干涉电场时空分布。结果表明,DMSS可在头皮下方6cm的深部靶区产生明显的聚焦场,改善颅内电场空间分布形态。在相同刺激条件下,与传统TMS系统相比,DMSS可将颅内纵向衰减率提高2.5倍、刺激深度提高4cm,获得深部刺激加强、浅层刺激削弱的效果。最后,搭建低参数实验平台,利用探测线圈测量DMSS产生的干涉电场时空分布,验证了该设计的可行性。 展开更多
关键词 干涉电场 空间阵列差 频刺激 经颅磁刺激 聚焦
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异区均匀磁场线圈结构的优化设计
11
作者 刘旭菲 伏吉庆 +1 位作者 彭丽莎 黄松岭 《电工技术学报》 北大核心 2026年第6期1817-1827,共11页
针对海洋磁力仪现场校准中高均匀磁场装置体积庞大、仪器串扰严重等问题,该文采用异区高阶均匀磁场线圈结构,提出一种基于混合整数规划与内点法的协同优化策略。该系统通过多线圈对称布局与参数优化设计,在满足装置尺寸和异区间距等约... 针对海洋磁力仪现场校准中高均匀磁场装置体积庞大、仪器串扰严重等问题,该文采用异区高阶均匀磁场线圈结构,提出一种基于混合整数规划与内点法的协同优化策略。该系统通过多线圈对称布局与参数优化设计,在满足装置尺寸和异区间距等约束条件的同时,实现两个独立的高均匀磁场区域。为提升磁场均匀性,该文基于磁场的泰勒展开构建目标函数,建立非线性规划模型,采用混合整数规划与内点法协同优化策略,实现了线圈位置系数与匝数的多参数耦合优化。所设计的七段异区线圈系统在长度0.2R区间内的磁场均匀度理论计算值达到10^(-6)量级,实测线圈装置在6 cm均匀区内的磁场均匀度小于1×10^(-5),验证了优化设计的有效性。相较于传统的单区均匀线圈,该设计通过调整异区间距,有效地降低了仪器间串扰,突破了传统单区均匀线圈尺寸对均匀区域长度的限制,为磁力仪现场校准提供了小型化解决方案,并具有良好的通用性。 展开更多
关键词 异区均匀磁场 多线圈系统 混合整数规划 内点法
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一种适用于嵌入式导电薄层的高阶电磁波混合时域有限差分-时程精细积分法 被引量:1
12
作者 马亮 马西奎 +2 位作者 迟明珺 向汝 朱晓杰 《电工技术学报》 北大核心 2025年第5期1333-1343,共11页
应用单一时域数值方法,在面对嵌入式导电薄层一类多尺度问题时,都面临着建模极为困难的挑战。该文提出了一种基于时域有限差分(FDTD)法和高阶时程精细积分(PITD)法的电磁波混合数值方法。该方法对导电薄层外部进行粗网格剖分并应用FDTD... 应用单一时域数值方法,在面对嵌入式导电薄层一类多尺度问题时,都面临着建模极为困难的挑战。该文提出了一种基于时域有限差分(FDTD)法和高阶时程精细积分(PITD)法的电磁波混合数值方法。该方法对导电薄层外部进行粗网格剖分并应用FDTD法,而对薄层内部进行一维细网格剖分并应用四阶PITD法,以实现不同网格尺度的同步时间推进。为了实现粗细网格之间的信息交换,在PITD域中引入过渡区域并应用二阶PITD法,通过等效本构参数来更新交界面处的切向电场。分析了该混合算法的数值稳定性和数值反射,并通过典型数值算例验证了所提方法的有效性和准确性。 展开更多
关键词 时域有限差分法 四阶时程精细积分法 亚网格技术 矩阵指数
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铝合金空心板件复合式电磁成形研究
13
作者 熊奇 路凯 +2 位作者 程辉 魏钰颖 阎诺 《电工技术学报》 北大核心 2026年第6期1828-1843,共16页
当前空心板件制造工艺多采用机械力与热作用相结合的方式实现,在钛合金等硬脆且电导率较低的材料加工中展现出较好的工艺适配性,但对于具有高延展性和高电导率的铝合金材料而言,现有工艺难以实现良好的适配性。因此,该文首先提出一种铝... 当前空心板件制造工艺多采用机械力与热作用相结合的方式实现,在钛合金等硬脆且电导率较低的材料加工中展现出较好的工艺适配性,但对于具有高延展性和高电导率的铝合金材料而言,现有工艺难以实现良好的适配性。因此,该文首先提出一种铝合金空心板件复合式电磁成形方案,详细介绍了该技术的成形原理,将整个过程分为两个关键阶段:空心腔体胀形和板件两端电磁脉冲焊接。然后,通过建立有限元模型,对其动态过程和成形效果进行了分析,并深入探讨了系统参数对成形效果的影响。结果表明:本方案成功实现了空心腔体高度为20.1 mm的铝合金空心板件成形,胀形最大速度达20.71 m/s;板件表面最大成形差值为0.15 mm,均匀性良好;板件两端可形成有效焊接接头,总时长小于3 ms。改变放电电压、放电电容、板件厚度及绝缘板厚度,可以有效控制空心腔体成形高度,而成形空心板件的均匀性仅受板件厚度影响。 展开更多
关键词 铝合金空心板件 电磁成形 系统参数 板件均匀度 有限元分析
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宽频激励下集肤效应对软磁材料损耗特性影响的讨论
14
作者 陈龙 谭李均 +2 位作者 贲彤 黄海南 黄彪 《电工电能新技术》 北大核心 2026年第1期60-72,共13页
阐明不同软磁材料间宽频磁损耗分布规律,尤其在考虑集肤效应的条件下对研究软磁材料的宏观损耗特性具有重要意义。本文对主流的软磁材料动态损耗特性方法进行了对比分析,在分析不同工况下多种损耗模型的适用性基础上,提出了一种考虑剩... 阐明不同软磁材料间宽频磁损耗分布规律,尤其在考虑集肤效应的条件下对研究软磁材料的宏观损耗特性具有重要意义。本文对主流的软磁材料动态损耗特性方法进行了对比分析,在分析不同工况下多种损耗模型的适用性基础上,提出了一种考虑剩余损耗耦合影响的外推Preisach模型,并将其应用于一维有限元计算框架中。为进一步验证有限元模型的准确性,采用复数磁导率方法进行对比检验,进一步地,通过弦长比与Jaccard相似系数对不同材料在多种工况下的集肤效应强度进行量化评估。最后引入集肤效应因子λ系统分析磁通密度幅值与励磁频率对集肤效应的耦合作用机制。结果表明,材料集肤效应程度受到励磁频率与样片中磁通密度峰值的共同作用。 展开更多
关键词 软磁材料 经典损耗 有限元分析 集肤效应 磁滞模型
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基于永磁体和线圈复合结构的磁性粒子成像零磁场研究 被引量:5
15
作者 杨丹 刘素羽 +2 位作者 张昊 李天兆 徐彬 《电工技术学报》 北大核心 2025年第2期335-345,共11页
磁性粒子成像(MPI)中的磁场拓扑结构及其产生的零磁场能够直接对成像结果的质量造成影响。针对MPI系统的零磁场设计,该文提出一种永磁体与线圈复合的磁场结构。该结构综合永磁体能够直接产生大梯度静磁场的优势及电磁线圈通过控制激励... 磁性粒子成像(MPI)中的磁场拓扑结构及其产生的零磁场能够直接对成像结果的质量造成影响。针对MPI系统的零磁场设计,该文提出一种永磁体与线圈复合的磁场结构。该结构综合永磁体能够直接产生大梯度静磁场的优势及电磁线圈通过控制激励方式精准调控磁场的优势来构造线型零磁场(FFL)。对所设计的磁场拓扑结构首先进行了基于圆形线圈、矩形线圈和矩形永磁体所产生静磁场的比较;然后从磁场空间分布、磁场梯度和磁场均匀性等方面对FFL进行分析;最后通过有限元仿真确定了线型零磁场的平移扫描区域范围,并进行了MPI分辨率及血管成像研究。结果表明,该文所提拓扑结构产生的FFL磁场梯度达到3.075 T/m,磁场梯度均匀性达到98.7%,在扫描区域为30 mm×70 mm×70 mm的空间内的成像分辨率能够达到1 mm。证明了该文所提拓扑结构应用于磁性粒子成像系统的可行性。 展开更多
关键词 磁性粒子成像 永磁体与线圈复合 线型零磁场 磁场梯度 磁场均匀性
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考虑磁场均匀性优化的开放式磁粒子成像检测装置改进方法 被引量:3
16
作者 汤云东 丁宇彬 金涛 《电工技术学报》 北大核心 2025年第6期1718-1728,共11页
磁粒子成像(MPI)利用检测装置感应可视场内不同位置处磁纳米粒子(MNPs)的非线性磁化响应,并基于所获得的检测信号重建MNPs浓度分布。该文基于激励与接收线圈磁场强度对检测信号的影响,论证了X-space和投影重建成像算法中MPI检测装置磁... 磁粒子成像(MPI)利用检测装置感应可视场内不同位置处磁纳米粒子(MNPs)的非线性磁化响应,并基于所获得的检测信号重建MNPs浓度分布。该文基于激励与接收线圈磁场强度对检测信号的影响,论证了X-space和投影重建成像算法中MPI检测装置磁场均匀性的重要性,继而提出一种由具有较高磁场均匀性的正方形亥姆霍兹线圈所构成的改进开放式检测装置。此外,在零磁场点和零磁场线扫描移动两种情况下,基于不同装置下均匀分布MNPs所获得的检测信号,评估了两种传统开放式检测装置和所提改进装置的检测效果。研究结果表明,所提改进开放式装置的检测结果相比两种传统开放式装置显著接近理想情况,进而也证实了检测装置磁场均匀性的重要性。此外,该文还发现在改进装置基础上采用二次谐波检测方法相较于三次谐波检测,可获得更佳的检测效果。 展开更多
关键词 磁粒子成像 开放式检测装置 检测信号 磁场均匀性 正方形亥姆霍兹线圈
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基于AI的电磁场计算建模研究综述 被引量:2
17
作者 金亮 苏浩展 +2 位作者 郭劭男 宋居恒 杨庆新 《电工技术学报》 北大核心 2025年第10期3013-3029,共17页
快速发展的人工智能(AI)技术,在图像、语言、决策和诊断等领域取得了重要进展,为复杂问题的有效解决提供了一种新方法。随着电工装备智能化程度的不断增加,强弱电耦合特性使得电磁场问题呈现的多尺度、多物理场耦合和非线性问题逐渐突出... 快速发展的人工智能(AI)技术,在图像、语言、决策和诊断等领域取得了重要进展,为复杂问题的有效解决提供了一种新方法。随着电工装备智能化程度的不断增加,强弱电耦合特性使得电磁场问题呈现的多尺度、多物理场耦合和非线性问题逐渐突出,对其进行高精度数值计算建模和优化计算的难度逐渐增加。因此,该文在AI背景下,结合课题组近期研究成果,介绍深度学习对数据驱动建模、物理驱动的偏微分方程(PDE)求解、知识嵌入建模等典型交叉问题的求解方法,特别是数据和知识联合驱动的复杂电磁场综合问题智能建模现状,阐述电磁综合性能精确建模分析与优化所面临的关键问题与可能的解决方案,并给出了未来发展趋势和面临的挑战。 展开更多
关键词 人工智能(AI) 电磁场 建模优化
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基于自适应模型降阶的三维非线性磁场快速计算方法 被引量:1
18
作者 刘禹彤 任自艳 +2 位作者 迟连强 张殿海 张艳丽 《电工技术学报》 北大核心 2025年第1期1-12,共12页
为了解决有限元法(FEM)仿真分析中三维非线性磁场计算效率低、成本高的问题,该文提出一种基于本征正交分解(POD)的三维非线性磁场问题自适应模型降阶方法。该方法基于贪婪策略,将POD与径向基函数(RBF)相结合,同时采用改进的麻雀搜索算法... 为了解决有限元法(FEM)仿真分析中三维非线性磁场计算效率低、成本高的问题,该文提出一种基于本征正交分解(POD)的三维非线性磁场问题自适应模型降阶方法。该方法基于贪婪策略,将POD与径向基函数(RBF)相结合,同时采用改进的麻雀搜索算法(ISSA)计算RBF的最优宽度参数组合,构建更适配高阶系统的降阶模型。以TEAM24标准问题——非线性时变旋转实验装置的磁场模型和一台单相牵引变压器模型为算例,验证降阶模型的高效性能。结果表明:该方法在具有较高精度的同时具有高加速比,建立的模型具有较好的可泛化性。 展开更多
关键词 本征正交分解 改进的麻雀搜索算法 模型降阶 贪婪算法 三维非线性磁场
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基于边界元逆问题法的超低场磁共振大鼠脑部成像双通道射频线圈优化设计 被引量:1
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作者 孟凡钦 郭轶 +1 位作者 何为 徐征 《电工技术学报》 北大核心 2025年第1期25-35,63,共12页
目前超低场磁共振成像(MRI)质量较差,为提升图像信噪比,射频线圈需尽可能贴近成像区域从而提升信噪比。该文采用间接边界元法并从逆问题角度求出线圈流函数分布,再利用线性规划寻找最优线圈结构。为验证超低场MRI诊断颅脑疾病的有效性,... 目前超低场磁共振成像(MRI)质量较差,为提升图像信噪比,射频线圈需尽可能贴近成像区域从而提升信噪比。该文采用间接边界元法并从逆问题角度求出线圈流函数分布,再利用线性规划寻找最优线圈结构。为验证超低场MRI诊断颅脑疾病的有效性,采用上述方法,在54 mT下针对大鼠头-脑几何形状设计了双通道射频接收线圈,并对大鼠脑卒中及脑外伤模型进行成像试验研究。试验结果表明,54mTMRI能够检出水肿和血肿病变,且与病理切片或临床3T MRI图像结果相符。同时,通过脑外伤模型7天的追踪观察,54 mT图像中病变的信号演变规律与高场影像一致。针对特定成像对象和非规则布线曲面,该文利用间接边界元逆问题法设计高信噪比射频接收线圈,大鼠模型试验证明超低场磁共振成像技术具有脑卒中与脑外份早期诊断与床旁影像监护潜力与价值。 展开更多
关键词 磁共振成像 超低场 射频线圈 边界元逆问题 颅脑疾病
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5G基站天线辐射下变电站内电磁散射场的求解方法 被引量:1
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作者 唐波 张龙斌 +2 位作者 张灿 尚智宇 王丰 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第3期1172-1181,I0031,共11页
在5G基站天线辐射下,变电站内密集分布的电气设备由于耦合作用而产生强烈的二次散射现象,这不可避免地对变电站内电磁散射场的求解造成影响。为此,在传统单个电大尺寸目标电磁散射场求解的基础上,考虑多个散射体间的电磁耦合效应,提出... 在5G基站天线辐射下,变电站内密集分布的电气设备由于耦合作用而产生强烈的二次散射现象,这不可避免地对变电站内电磁散射场的求解造成影响。为此,在传统单个电大尺寸目标电磁散射场求解的基础上,考虑多个散射体间的电磁耦合效应,提出变电站内大量金属设备阵列背景下任一点空间散射场的求解算法。首先,对变电站电气设备进行分区,考虑每个区域中10倍波长范围内设备之间的电磁耦合,从而划分出需要考虑耦合的设备集群;然后,在划分的设备集群中,根据散射电场的场源互易关系,推导邻近两设备间二次散射场的电场积分方程。将5G基站天线产生的一次散射场与因耦合效应产生的二次散射场进行矢量叠加,最终获得变电站电气设备集群耦合的空间散射场。以500 kV官渡变电站为算例,考虑站内设备耦合计算的电场强度与实际测量值的平均误差为6.39%,而不考虑设备耦合算法的平均误差值为43.64%,该文算法可实现5G基站天线辐射下,变电站内电磁散射场的精确求解。 展开更多
关键词 5G基站天线 变电站 二次散射 耦合效应 互易定理
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