拖曳细天线甚低频空间场的快速计算算法

1

作者 毛云志 郭占曹 +2 位作者 郑奎松 张世田 杨铭月 《电波科学学报》 北大核心 2025年第3期473-482,共10页

为解决传统时域有限差分方法计算三维弯曲拖曳细天线辐射场时精细网格离散计算空间造成消耗内存大和计算时间超长的难题,本文利用时域电流-电荷连续性控制方程和电偶极子近似模型快速计算三维弯曲细天线的甚低频辐射场。首先,通过仿真... 为解决传统时域有限差分方法计算三维弯曲拖曳细天线辐射场时精细网格离散计算空间造成消耗内存大和计算时间超长的难题,本文利用时域电流-电荷连续性控制方程和电偶极子近似模型快速计算三维弯曲细天线的甚低频辐射场。首先,通过仿真计算得到三维弯曲细天线上的电流分布和输入阻抗的频谱特性;然后,结合细天线上电流的分布特征将弯曲细天线分成若干物理单元,并考虑甚低频波段波长的特点将每一个物理单元近似为电偶极子辐射源;最后,利用矢量叠加原理得到沿弯曲细天线分布的若干电偶极子源在自由空间、半空间单层地面与双层地面、受限空间内的辐射场。利用该方法计算了物理长度为6 km工作频率为25 kHz的弯曲拖曳细天线的甚低频电流分布及在空气中的辐射场。 展开更多

关键词 拖曳细天线 时域有限差分 电偶极子近似 甚低频 辐射场

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用于高功率瞬态电磁脉冲测量的宽频带集成光波导电场传感器

2

作者 海潇然 张显睿 +2 位作者 李仙丽 周金柱 李景秀 《电工技术学报》 北大核心 2025年第17期5642-5651,共10页

高功率瞬态电磁脉冲时域信息的准确测量是电磁脉冲防护的必要环节。该文以用单个探头实现对不同频率特性的高功率瞬态电磁脉冲信号的测量为目标,自主研发设计了一种基于电光调制的宽频带集成光波导电场传感器,仿真研究和实验验证了该传... 高功率瞬态电磁脉冲时域信息的准确测量是电磁脉冲防护的必要环节。该文以用单个探头实现对不同频率特性的高功率瞬态电磁脉冲信号的测量为目标,自主研发设计了一种基于电光调制的宽频带集成光波导电场传感器,仿真研究和实验验证了该传感器在0.1~10 GHz范围内的频域性能以及对不同频率特性的高功率电磁脉冲信号的时域测量性能。实验结果表明,该传感器不仅能真实反映待测电磁脉冲信号的时域波形,而且能够耐受百kV/m量级高功率电磁脉冲的冲击。传感器对亚微秒方波脉冲、纳秒高斯脉冲以及核电磁脉冲的脉冲宽度和上升时间的相对测量误差小于5%。 展开更多

关键词 高功率瞬态电磁脉冲 电磁脉冲防护 时域测量 集成光波导电场传感器

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共形单场弱条件稳定时域有限差分法及其应用

3

作者 梁伟博 郑宏兴 《电波科学学报》 北大核心 2025年第3期415-426,438,共13页

针对仿真目标含有任意倾斜放置的二维金属贴片情况,为了实现更加高效、精确的计算,提出了一种共形单场弱条件稳定时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)法。从FDTD方法基本迭代方程出发,推导了单场弱条件稳定FDTD方法中引... 针对仿真目标含有任意倾斜放置的二维金属贴片情况,为了实现更加高效、精确的计算,提出了一种共形单场弱条件稳定时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)法。从FDTD方法基本迭代方程出发,推导了单场弱条件稳定FDTD方法中引入共形技术的迭代公式且加以编程实现,验证了所提出方法的精度和稳定性,并将其应用于双频矩形介质谐振器天线和小型化超宽带双平面类八木多输入多输出天线的仿真。仿真结果表明:稳定性条件和内存占用量不受影响,5~15 GHz频段内的相对误差低于-50 dB;多线程计算效率最高是传统显式共形FDTD方法的19倍,相比共形一步蛙跃方法提高了19.57%。本方法在传统方法的基础上明显提高了多线程计算效率,同时计算精度和稳定性满足实际工程仿真需求,作为一种弱条件稳定方法,适合仿真两个维度具有微细结构的对象。 展开更多

关键词 时域有限差(FDTD)分法 单场方法 弱条件稳定 共形技术 介质谐振器天线

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全光纤耦合式太赫兹近场探针光谱成像系统 被引量：1

4

作者 王刚 曹佳炜 袁英豪 《上海理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期539-544,共6页

通过对太赫兹光电导探针天线与飞秒倍频光路进行光纤模块化封装,并结合光纤耦合式太赫兹光电导天线辐射源,以及自主研制设计的光纤飞秒激光光源和光纤式高速光学延时线,开发了一种全光纤耦合式太赫兹近场探针光谱成像系统,其光谱范围覆... 通过对太赫兹光电导探针天线与飞秒倍频光路进行光纤模块化封装,并结合光纤耦合式太赫兹光电导天线辐射源,以及自主研制设计的光纤飞秒激光光源和光纤式高速光学延时线,开发了一种全光纤耦合式太赫兹近场探针光谱成像系统,其光谱范围覆盖0.1~2.0 THz,动态范围达到60 dB,光谱采样速度高达0.1 s/谱,近场成像分辨率优于20μm的全光纤耦合式太赫兹近场探针光谱成像系统。得益于整套系统的全光纤结构设计,太赫兹辐射源和探针式探测器之间可以根据测量需求灵活调节而不需要重新校准光路,极大地提高了系统的工作稳定性和使用方便性。该研究为太赫兹科学研究提供了一种高性能且实用性强的太赫兹近场光谱成像测量系统。 展开更多

关键词 太赫兹近场 光电导探针 太赫兹时域光谱

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基于光纤环衰荡技术的锥形光纤磁场测量方法

5

作者 白鹏鹏 高妍 +3 位作者 张红娟 王鹏飞 王宇 靳宝全 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1114-1119,共6页

针对目前光纤磁场传感器解调方法中存在的实用性差且造价昂贵的问题,提出了一种基于光纤环衰荡技术的锥形光纤磁场测量方法,实现了磁场的时间域解调。施加不同强度的磁场时,光在锥形光纤处引起的损耗不同,导致系统衰减时间不同。将系统... 针对目前光纤磁场传感器解调方法中存在的实用性差且造价昂贵的问题,提出了一种基于光纤环衰荡技术的锥形光纤磁场测量方法,实现了磁场的时间域解调。施加不同强度的磁场时,光在锥形光纤处引起的损耗不同,导致系统衰减时间不同。将系统衰减时间和磁场强度建立联系,实现了磁场测量。为降低传感单元温度和磁场之间的交叉敏感,设计了温度控制电路,将传感单元的温度设定在25.0℃。实验结果表明,该传感器在磁场强度2 mT~9 mT范围内时,磁场强度H和衰减时间τ具有R^(2)=0.98273的线性拟合度,计算得到该传感器的磁场灵敏度为-11.65μs/mT。与光纤磁场传感器的其他解调方式相比,采用光纤环衰荡技术的磁场测量方法,具有响应速度快、成本低、稳定性好的优点。 展开更多

关键词 光纤传感器 磁场测量 光纤环路衰荡 时间域解调

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基于稀疏采样的FDTD/TDPO混合优化算法

6

作者 王林茜 陈娟 牟春晖 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期846-851,共6页

基于时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)和时域物理光学(time-domain physical optics,TDPO)的混合算法提出用稀疏采样优化近场外推的方法,解决了大口径反射面天线电磁计算用时过长、计算效率低的问题。传统混合算法中... 基于时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)和时域物理光学(time-domain physical optics,TDPO)的混合算法提出用稀疏采样优化近场外推的方法,解决了大口径反射面天线电磁计算用时过长、计算效率低的问题。传统混合算法中馈源的近场外推到反射面天线的步骤计算量较大,稀疏采样法从空间和时间两个维度进行间隔采样,减少了此步骤的计算量,从而节省了用时。给出了馈源为喇叭天线、抛物面口径为100个波长的抛物面天线算例,所得计算结果与传统方法相比最大相对误差仅有-36.03 dB,用时最快可缩短为原来的2.51%,与CST软件计算结果对比吻合度较高,用时缩减了93.18%,验证了本文优化算法可在不影响计算精度的前提下提高计算效率。 展开更多

关键词 时域有限差分(FDTD) 时域物理光学(TDPO) 混合方法 稀疏采样 抛物面天线 远区辐射场

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时域TEM喇叭天线的分析和设计 被引量：8

7

作者 周蔚红 刘培国 +1 位作者 何建国 李高升 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期59-62,共4页

TEM喇叭是一种超宽带天线,但迄今为止大都是利用频域的概念来研究的。本节从波模理论出发,提出喇叭的开口阻抗不能看作真空波阻抗,它与喇叭尺寸、张角有关;由于冲激脉冲有时序性,反射只与局部结构有关。介绍了实际制作的TEM喇叭天线,并... TEM喇叭是一种超宽带天线,但迄今为止大都是利用频域的概念来研究的。本节从波模理论出发,提出喇叭的开口阻抗不能看作真空波阻抗,它与喇叭尺寸、张角有关;由于冲激脉冲有时序性,反射只与局部结构有关。介绍了实际制作的TEM喇叭天线,并给出了实验结果,表明它具有良好的阻抗匹配特性和波形保真性,对时域天线的研究具有很好的理论和实用价值。 展开更多

关键词 时域天线 TEM喇叭 瞬态电磁场

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光纤传输式瞬态脉冲电场传感器分析与设计 被引量：15

8

作者 刘卫东 刘尚合 +1 位作者 魏明 胡小锋 《微波学报》 CSCD 北大核心 2011年第1期78-82,共5页

为实现瞬态脉冲电磁场的时域测试,研制了一种基于场效应管加载的光纤传输式电场传感器。根据电场传感器的等效电路模型及其实尺仿真模型,分析了接收天线的负载阻抗及其长度等参数变化对传感器测试性能的影响,为传感器设计中的参数选择... 为实现瞬态脉冲电磁场的时域测试,研制了一种基于场效应管加载的光纤传输式电场传感器。根据电场传感器的等效电路模型及其实尺仿真模型,分析了接收天线的负载阻抗及其长度等参数变化对传感器测试性能的影响,为传感器设计中的参数选择提供了参考。在此基础上,利用自行研制的电场传感器分别对核电磁脉冲场和雷电电磁脉冲场进行了实测,结果表明:传感器的高、低频响应能力均较好,基本可以满足测试瞬态电磁脉冲场的需要,验证了传感器设计的可行性。 展开更多

关键词 瞬态电磁场 脉冲测试 光纤 电场传感器 频域分析 时域分析

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天线时域平面近场测试实验系统的研究 被引量：5

9

作者 楼世平 薛正辉 +2 位作者 杨仕明 王楠 刘瑞祥 《微波学报》 CSCD 北大核心 2006年第B06期48-52,共5页

天线时域近场测试技术是一种新兴、高效的天线测试技术,能够快速精确地测量出天线的时域场和宽带特性。目前我们已成功组建了国内第一套天线时域平面近场测试实验系统,并对L、S、C、X四个波段的标准天线方向图进行了验证测试,把测试结... 天线时域近场测试技术是一种新兴、高效的天线测试技术,能够快速精确地测量出天线的时域场和宽带特性。目前我们已成功组建了国内第一套天线时域平面近场测试实验系统,并对L、S、C、X四个波段的标准天线方向图进行了验证测试,把测试结果跟频域近、远场测试系统上测得的结果进行比较,证明时域近场测试理论的正确性和测试系统的实用性。本文对这套系统的组成结构和天线的测试结果进行说明分析。 展开更多

关键词 天线测量 近场测量 时域近场

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应用时域反射仪测定农田土壤水分 被引量：31

10

作者 龚元石 李子忠 +1 位作者 廖超子 李春友 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第4期329-334,共6页

介绍了时域反射仪（ＴＤＲ）测定农田土壤水分的方法及其应用，包括测定农田根系层土壤含水量和一定深度范围内土体贮水量，ＴＤＲ自动、连续监测土壤水分，用ＴＤＲ实测土壤水分来估算作物不同生长发育期内农田实际蒸散量以及用于探讨... 介绍了时域反射仪（ＴＤＲ）测定农田土壤水分的方法及其应用，包括测定农田根系层土壤含水量和一定深度范围内土体贮水量，ＴＤＲ自动、连续监测土壤水分，用ＴＤＲ实测土壤水分来估算作物不同生长发育期内农田实际蒸散量以及用于探讨农田水分空间变异性。还对ＴＤＲ、中子仪和土钻法测定的土壤含水量进行了比较，结果表明，应用ＴＤＲ测定农田土壤水分要优于中子仪和土钻法。 展开更多

关键词 时域反射仪 农田 土壤水分 含水量

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“时间窗”对天线时域平面近场测试结果的影响 被引量：3

11

作者 薛正辉 楼世平 +2 位作者 杨仕明 王楠 刘瑞祥 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期158-165,共8页

天线时域近场测试技术是一种新兴的、测试宽带场和工作在窄脉冲激励下天线辐射场的高效的测试技术。因为它可以利用“时间窗”技术进行信号处理,使其相对频域测试具有独特的优势。本文在已建立的天线时域近场测试系统的基础上,从实验的... 天线时域近场测试技术是一种新兴的、测试宽带场和工作在窄脉冲激励下天线辐射场的高效的测试技术。因为它可以利用“时间窗”技术进行信号处理,使其相对频域测试具有独特的优势。本文在已建立的天线时域近场测试系统的基础上,从实验的角度,对“时间窗”参数在天线时域平面近场测试中的影响进行验证分析。举例了三个波段标准天线方向图的测试分析结果,并得出初步结论。 展开更多

关键词 天线测试 时域近场 时间窗

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超宽带超低副瓣相控阵天线时域远场辐射特性研究 被引量：5

12

作者 王楠 薛正辉 +1 位作者 杨仕明 刘瑞祥 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1605-1609,共5页

本文首先研究了天线时域辐射远场的基本原理,建立了计算公式.在此基础之上,分析了相控阵天线工作在窄脉冲条件下的时域辐射场,发现其时域方向性(如:时域远场峰值方向图、时域远场平均功率方向图)与频域方向性(频域远场方向图)并不一致,... 本文首先研究了天线时域辐射远场的基本原理,建立了计算公式.在此基础之上,分析了相控阵天线工作在窄脉冲条件下的时域辐射场,发现其时域方向性(如:时域远场峰值方向图、时域远场平均功率方向图)与频域方向性(频域远场方向图)并不一致,这种不一致性随着天线口径的增大或脉冲宽度的变窄而愈加明显,并且在天线注满时间之内表现得尤为突出.文章由此指出:对于超宽带超低副瓣相控阵天线来说,其性能用时域指标去衡量胜于用频域指标去衡量的新观点. 展开更多

关键词 相控阵天线 时域远场 时域方向性

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球形偶极子电场传感器的仿真建模与分析 被引量：7

13

作者 刘卫东 刘尚合 +1 位作者 万博 王阳阳 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期100-104,共5页

针对常用瞬态电磁脉冲测试手段的缺点,笔者给出了一种新型的球形偶极子电场传感器,并对其进行了仿真建模和分析。文中分别在时、频域研究了负载阻抗变化和传感器尺寸变化对其测试特性的影响,并直观地给出了传感器输出电压的波形失真情... 针对常用瞬态电磁脉冲测试手段的缺点,笔者给出了一种新型的球形偶极子电场传感器,并对其进行了仿真建模和分析。文中分别在时、频域研究了负载阻抗变化和传感器尺寸变化对其测试特性的影响,并直观地给出了传感器输出电压的波形失真情况及其频率特性。结果显示:传感器低频特性受其负载阻抗影响显著,而其高频特性受传感器尺寸影响显著。分析结果对球形偶极子电场传感器研制中的参数优化和选择具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 电磁脉冲 时域测试 球形偶极子 电场传感器

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电磁脉冲模拟器仿真与实验研究 被引量：13

14

作者 李云伟 王泽忠 +2 位作者 卢斌先 张志军 张芳 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期128-131,共4页

为了获得电磁脉冲模拟器工作区间内瞬态电磁场的分布情况并用时域有限差分法对自建的电磁脉冲模拟器进行了建模和数值仿真，并用三维瞬态电场测量系统和瞬态磁场测量系统实际测量了模拟器工作区间内的瞬态电磁场。仿真和测量结果表明，... 为了获得电磁脉冲模拟器工作区间内瞬态电磁场的分布情况并用时域有限差分法对自建的电磁脉冲模拟器进行了建模和数值仿真，并用三维瞬态电场测量系统和瞬态磁场测量系统实际测量了模拟器工作区间内的瞬态电磁场。仿真和测量结果表明，该电磁脉冲模拟器可产生上升沿为20-30ns的强电磁脉冲，且二者吻合较好。基于建立的模型得到了有界波电磁脉冲模拟器工作区间内瞬态电磁场的分布规律：电磁脉冲强度由工作区间中心向两侧逐渐减小，随高度的增加，电磁脉冲强度逐渐增大。基于上述模型通过数值仿真可检验电磁干扰和电磁防护实验结果的准确性。 展开更多

关键词 电磁脉冲模拟器 时域有限差分法 瞬态电磁场 分布规律 测量 电磁干扰

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利用IDFT技术实现天线的时域近场测量 被引量：7

15

作者 薛正辉 高本庆 +2 位作者 刘瑞祥 杨仕明 刘超 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第9期1183-1187,共5页

本文提出了一种利用离散付立叶反变换（IDFT）技术完成天线的时域近场测量的方法.首先 依据付立叶变换理论论证了这种方法的可行性，用典型算例证明了该方法的有效性和正确性 ，同时对实现这种测试方法可能引入的误差进行了分析，随后... 本文提出了一种利用离散付立叶反变换（IDFT）技术完成天线的时域近场测量的方法.首先 依据付立叶变换理论论证了这种方法的可行性，用典型算例证明了该方法的有效性和正确性 ，同时对实现这种测试方法可能引入的误差进行了分析，随后提出了应用该方法完成测试时 关键技术参数确定的原则，讨论了用该方法测试所获得的实验结果，得出了结论. 展开更多

关键词 IDFT 天线测试 时域近场测量

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时域天线阵列半功率波束宽度计算 被引量：5

16

作者 崔海娟 杨宏春 +2 位作者 张梅 徐军 吴明和 《微波学报》 CSCD 北大核心 2012年第1期19-22,28,共5页

对于冲击雷达系统中的时域天线阵列,提出点源近似模型,用来计算时域超宽带天线阵列辐射瞬态电磁脉冲的场方向图以及辐射波束的半功率波束宽度。采用点源近似模型计算的半功率波束宽度和CST仿真结果一致,并和实验测试结果吻合得很好。实... 对于冲击雷达系统中的时域天线阵列,提出点源近似模型,用来计算时域超宽带天线阵列辐射瞬态电磁脉冲的场方向图以及辐射波束的半功率波束宽度。采用点源近似模型计算的半功率波束宽度和CST仿真结果一致,并和实验测试结果吻合得很好。实验表明,阵列辐射瞬态电磁脉冲具有波束聚焦特性,点源近似模型可以作为一种简便的方法,对时域天线阵列的参数进行分析。 展开更多

关键词 时域天线阵列 点源近似模型 场方向图 半功率波束宽度

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时域近场测试中的采样面截断误差分析与修正 被引量：6

17

作者 刘超 薛正辉 +2 位作者 高本庆 刘瑞祥 杨仕明 《微波学报》 CSCD 北大核心 2001年第2期81-84,共4页

采样面截断误差是影响近场测试结果的一个很重要的因素。本文结合频域近场测量中对采样面截断误差的分析结果 ,根据时域近场测量的时域近场特性 ,借助 PSTD算法和 PML技术 ,提出一种修正时域近场测量采样面截断误差的新方法 ,数值例子... 采样面截断误差是影响近场测试结果的一个很重要的因素。本文结合频域近场测量中对采样面截断误差的分析结果 ,根据时域近场测量的时域近场特性 ,借助 PSTD算法和 PML技术 ,提出一种修正时域近场测量采样面截断误差的新方法 ,数值例子验证了方法的有效性。 展开更多

关键词 时域平面近场测量 采样面截断 时域拟谱法 时域近场测试

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瞬态电场时域测试技术的研究现状与展望 被引量：9

18

作者 刘卫东 胡小锋 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2014年第7期132-138,共7页

随着电磁环境效应与防护技术研究的不断深入,瞬态电场时域测试技术已成为电磁脉冲攻防领域急需解决的关键性科学问题之一。文章从"硬件"和"软件"两个方面,对不同类型电场传感器的特点以及瞬态电场时域测试系统的动... 随着电磁环境效应与防护技术研究的不断深入,瞬态电场时域测试技术已成为电磁脉冲攻防领域急需解决的关键性科学问题之一。文章从"硬件"和"软件"两个方面,对不同类型电场传感器的特点以及瞬态电场时域测试系统的动态补偿技术等进行了对比总结,指出瞬态电场时域测试技术在测试系统动态性能提高、测量误差评定、动态性能补偿等方面均有待进一步研究和完善,并对其发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 瞬态电场 时域测试 电场传感器 电光调制

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天线方向性测量系统设计与实现 被引量：4

19

作者 胡昆明 李高升 王晖 《电子测量技术》 2012年第1期112-115,共4页

为了获得天线方向图、增益等参数的实测数据,研究了天线电参数的时域和频域测量方法,分别应用2种方法建设了天线方向性测量系统。以窄脉冲信号发生器和数字取样示波器为基础建设时域系统,分别以矢量网络分析仪和信号源加频谱仪为主体构... 为了获得天线方向图、增益等参数的实测数据,研究了天线电参数的时域和频域测量方法,分别应用2种方法建设了天线方向性测量系统。以窄脉冲信号发生器和数字取样示波器为基础建设时域系统,分别以矢量网络分析仪和信号源加频谱仪为主体构建频域测量系统。给出了系统构成及组件的相互关系,确定了测量流程,提出了数据处理方法及关键技术。最后,对时域和频域两种测量方法的特点进行了比较。建设的测量系统为天线研制、验收等工作提供了技术手段。 展开更多

关键词 天线 方向性 时域测量 频域测量

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奇点展开法的基本理论及发展状况 被引量：3

20

作者 龙云亮 文希理 谢处方 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 1992年第4期46-50,共5页

奇点展开法作为研究瞬变电磁场的一种较新的、有待进一步研究的方法,从提出到现在已有二十年的历史了。本文介绍了奇点展开法的基本理论,概述了该方法的发展状况并指出了应该注意的研究课题。

关键词 奇点 展开法 瞬变振荡 电磁场 时域

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