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《中国石油大学》 2008年
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利用FDTD方法研究浅层目标超宽带电磁探测响应特性

杨晶  
【摘要】: 超宽带电磁波因其频带宽、分辨率高、回波信号能携带被测目标丰富的特征信息等特点,被广泛应用于目标探测和识别领域。受超宽带脉冲源功率的限制及电磁兼容问题的制约,超宽带电磁探测技术目前主要用于浅层目标探测和短距离探测领域。 本文利用时域有限差分方法对浅层目标的超宽带电磁探测响应特性进行了数值模拟。分别研究了墙体内埋入目标的探测以及地下浅层埋入目标的探测问题,分析了超宽带脉冲源的性质、埋入目标的特性以及土壤环境等因素对探测的影响。取得的成果如下: 1、本文由时域麦克斯韦方程出发,在三维直角坐标系下详细介绍了时域有限差分方法的基本原理,利用自由空间中线电流源的辐射问题验证了FDTD方法的有效性。 2、以FDTD方法理论为基础,制定程序流程,利用MATLAB 7.0.1软件编程实现。分别以自由空间中无限长直导线辐射问题和电偶极子辐射问题为例对程序进行了校验,数值模拟结果与解析结果能很好地符合,证实了所编写程序的有效性和正确性。 3、通过分析不同脉冲的波形和频谱,得到了适合作为UWB发射信号的脉冲——调制高斯脉冲。然后分别对超宽带信号在不同墙体中的电磁响应特性、墙体内埋入目标的电磁探测响应进行了数值仿真研究。得出了不同材料的墙体对超宽带脉冲波反射、折射、衍射以及波速变化的影响情况,并且得到以下结论:浅层目标探测中,超宽带脉冲信号的载频越高、脉宽越窄,分辨率越高。 4、将FDTD方法应用于地下浅层埋入目标的超宽带探测研究中。超宽带脉冲波传入地下不同深度的波形特点表明超宽带电磁波仅适用于浅层目标探测领域,由不同土壤中不同性质埋入目标的探测发现超宽带信号对埋地目标进行探测和识别的能力与目标的特性以及土壤环境息息相关。在对浅层埋地管线的探测部分,文中计算出的管线埋深完全满足地下管线的探查精度要求,并且得到以下结论:管线的管径越宽,回波越强,越易探测;管壁厚度对管线探测几乎没有影响;根据回波信号的形状和幅值大小,可以初步判断埋地管线的材质。
【学位授予单位】:中国石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TN011

【引证文献】
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1 刘艺彩;散射体无源互调分析[D];西安电子科技大学;2012年
2 康延云;基于FDTD的早期乳腺肿瘤UWB成像方法的研究[D];南京农业大学;2011年
【参考文献】
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1 陈基炜;GPS在管线测量3维控制网建立中的应用与分析[J];测绘通报;2001年09期
2 区福邦;城市地下管线探测精度问题[J];城市勘测;1994年03期
3 卢廷军,霍春玲,李淑华;GPS在管线控制测量中的应用[J];东北测绘;1998年04期
4 于生宝;王忠;嵇艳鞠;林君;;瞬变电磁法浅层探测技术[J];电波科学学报;2006年02期
5 赖继文;;GPS测量技术及其在工程测量中的应用[J];地矿测绘;2006年03期
6 张立国,周正欧;浅地层探地雷达回波倒相的自适应处理[J];电子科技大学学报;2004年05期
7 闫玉波,葛德彪;脉冲源激励下地下目标的电磁散射分析[J];电子学报;2002年03期
8 刘晓东,张虎生,朱伟忠;高密度电法在工程物探中的应用[J];工程勘察;2001年04期
9 龚世明;超宽带无线电技术及其进展[J];航空电子技术;2003年01期
10 兰晓胜,邓玲;城市地下管线普查及其信息管理系统[J];湖南地质;2001年01期
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1 邹倩颖;超宽带电磁场传播特性模拟与研究[D];成都理工大学;2006年
【共引文献】
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1 顾媛媛;吴先良;;时域有限差分方法分析微带天线散射参数和方向图[J];合肥师范学院学报;2008年03期
2 丁让箭,吴先良,张玉梅,赵谨;四阶指数差分及其在FDTD中的应用[J];安徽大学学报(自然科学版);2003年02期
3 尹玉,吴先良;基于时域多分辨分析方法的散射场计算[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年03期
4 王建永;陆雪平;杨建设;陈秉岩;;一种新的角点和边棱处理方法[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年02期
5 张长雷;宛新林;席道瑛;;探地雷达技术在异常体探测中的应用研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年05期
6 陈鑫;胡军;;电磁脉冲对埋地电缆耦合的FDTD仿真分析[J];安全与电磁兼容;2006年06期
7 曾繁春;陈加清;梁妙元;王盼;;冲击泄流时接地体周围电势分布的FDTD分析[J];安全与电磁兼容;2010年01期
8 李晓姣;吕永康;袁进;;物探方法在含多氯联苯电容器封存点定位中的应用研究[J];安全与环境学报;2010年02期
9 罗朝明;孙军强;刘靖;;二维非线性光子晶体波导全光开关[J];半导体光电;2006年06期
10 林若波;廖兴展;林少光;;二维光子晶体3-Y型4通道分束器研究[J];半导体光电;2012年01期
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1 吴琼;;人工神经网络在基片集成波导滤波器设计中的应用[A];安徽省第五届“兴皖之光”青年学术年会论文集(工科卷)[C];2005年
2 张永杰;丁冬华;;RD8000与PL-960在给水管线探测中性能的对比[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
3 曹明;于小利;罗中涌;公勋;章德;;声表面波器件的有限时域差分模拟[A];中国声学学会第九届青年学术会议论文集[C];2011年
4 杨凌霞;葛德彪;魏兵;;金属表面搭接缝隙电磁耦合效应分析[A];2005年海峡两岸三地无线科技学术会论文集[C];2005年
5 胡晓娟;葛德彪;杨利霞;;MC-FDTD分析低频电磁脉冲对钢筋混凝土的穿透特性[A];2005年海峡两岸三地无线科技学术会论文集[C];2005年
6 王梦麟;张学庆;王新鲁;;战场电磁环境分析模型体系结构研究[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
7 王波;刘旭;徐杰;洪玮;于兵;柏宁丰;肖金标;孙小菡;;楔形光纤和InP基平面光波光路芯片的耦合分析[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
8 李童;;Matlab与电磁场算法FDTD[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
9 曹保锋;宋立军;;高功率超宽带天线研究综述[A];第十四届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集(下册)[C];2008年
10 朱湘琴;王建国;陈再高;孟粉霞;;EMP辐射波模拟器笼形天线的并行数值模拟分析[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集(第一卷·第6册)[C];2009年
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1 易煦农;人工电磁材料的光学特性及应用研究[D];华中科技大学;2010年
2 王海涛;月球车热控关键问题研究及材料光谱性质的选择性调节[D];中国科学技术大学;2010年
3 李学识;基于表面波驱动的等离子体天线及其阵列技术研究[D];华南理工大学;2010年
4 赵立华;纳米尺度光波导及微结构若干性质研究[D];南开大学;2010年
5 沈云;微纳结构光学微腔中的光学双稳与耦合慢光传输[D];武汉大学;2009年
6 徐慧峰;基于弹性波的地下管线水平导向钻随钻探测理论与技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
7 浦实;铁路无线通信系统射频链路的一体化建模与分析[D];北京交通大学;2011年
8 樊宽刚;轿车发动机点火系统电磁辐射研究[D];吉林大学;2011年
9 陈俊学;金属微纳结构中模式耦合特性及其调控机理研究[D];中国科学技术大学;2011年
10 林金鑫;综合地球物理考古方法的应用可行性研究[D];浙江大学;2011年
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1 吕学龙;基于IR-UWB的室内无线通信定位技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 叶长明;UWB-PCSS调制方式研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 滕巍;左手介质基本电磁特性的时域分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 陈侃;认知超宽带的波形设计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 覃银环;IR-UWB系统的同步捕获算法[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 段玉杰;IR-UWB无线传感器网络中基于TOA的定位算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 张霞;超宽带无线通信中窄脉冲的设计及调制技术的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
8 崔阳;复杂地质构造条件隧道施工设计方案与衬砌检测评价[D];长沙理工大学;2010年
9 崔意奇;UWB脉冲发生器设计[D];湘潭大学;2010年
10 蒋玉英;电磁波仓外探测小麦水分含量反演研究[D];河南工业大学;2010年
【同被引文献】
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1 张世全,殷世民,葛德彪;星载微波器件无源互调和二次电子倍增放电的产生与抑制[J];安全与电磁兼容;2003年01期
2 张世全,傅德民,葛德彪;无源互调干扰对通信系统抗噪性能的影响[J];电波科学学报;2002年02期
3 杨凌霞;葛德彪;魏兵;;电大目标电磁散射的TD-PO分析[J];电波科学学报;2007年04期
4 王海宁;梁建刚;王积勤;张晨新;;用IM Microscope方法计算无源互调产物[J];弹箭与制导学报;2005年S4期
5 凤卫锋;通信系统中无源互调失真的测量[J];航空计测技术;2003年03期
6 王亦方,史泓浏,张国基,赖声礼;探测人体皮下肿瘤的微波成像新方法[J];华南理工大学学报(自然科学版);1999年12期
7 周小强,白净,张永红,万洁,苏畅,王广志,丁海曙,BritonChance;一种采用近红外激光相位阵列检测乳腺癌的新方法[J];红外技术;1997年05期
8 李明德;无源交调干扰(PIMI)的产生与预防——射频连接器低PIM设计[J];机电元件;2005年02期
9 王双坤;;早期乳腺癌的影像学检查方法[J];继续医学教育;2006年25期
10 李砚平;马伊民;;一种多载波情况下的微放电检测新方法[J];空间电子技术;2009年03期
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1 杨阳;电磁场时域有限差分数值方法的研究[D];南京理工大学;2005年
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1 郭潇菲;天线问题的FDTD研究[D];西安电子科技大学;2005年
2 周蓓蓓;基于半球状乳房模型的超宽带微波早期乳腺癌检测成像方案研究[D];江苏大学;2005年
3 王坚良;FDTD电磁建模与可视化的多语言混合编程[D];合肥工业大学;2007年
4 白剑;FDTD在若干电磁问题中应用的研究[D];西安电子科技大学;2007年
5 马万明;FDTD方法及其在电磁兼容问题中的应用[D];西安电子科技大学;2008年
6 陈毅乔;电大尺寸目标的电磁特性分析方法研究[D];电子科技大学;2008年
7 范尊;利用共焦成像技术检测早期乳腺肿瘤[D];天津大学;2009年
【二级参考文献】
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1 周良,刘经南,张全德;2000年前后GPS进展状况——记“导航2000年”学术会议展示的GPS政策和技术[J];测绘软科学研究;1998年03期
2 陈金平,郝金明,张留柱;小浪底水库断面控制测量GPS网的建立[J];测绘通报;2000年02期
3 袁钢;赣州市城区四等(GPS)控制网平面基准点的选择[J];测绘通报;1999年03期
4 朱凯光,林君,程德福;基于MATLAB的高频谐变电磁场的数值计算[J];电波科学学报;2002年03期
5 方广有,张忠治;探地雷达最优工作信号与脉冲波形畸变的整形技术[J];电波科学学报;1994年01期
6 王琪,阮成礼;平面电流脉冲远区能量衰减特性研究[J];电子科技大学学报;2002年03期
7 张立国,周正欧;浅地层探地雷达回波倒相的自适应处理[J];电子科技大学学报;2004年05期
8 闫述,陈明生,傅君眉;瞬变电磁场的直接时域数值分析[J];地球物理学报;2002年02期
9 白登海,Maxwell A Meju,卢健,王立凤,何兆海;时间域瞬变电磁法中心方式全程视电阻率的数值计算[J];地球物理学报;2003年05期
10 钱家栋;邓明德;尹京苑;周平;和雪松;房宗绯;赵保宗;刘晓林;;雷达用于地震预测的基础实验研究[J];地球物理学报;2005年05期
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1 王治国;李熹;费元春;;数字化超宽带信号发射机的设计[A];2005年海峡两岸三地无线科技学术会论文集[C];2005年
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1 刘培国;超宽带信号辐射与散射研究[D];国防科学技术大学;2001年
2 嵇艳鞠;浅层高分辨率全程瞬变电磁系统中全程二次场提取技术研究[D];吉林大学;2004年
3 孔令讲;浅地层探地雷达信号处理算法的研究[D];电子科技大学;2003年
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1 肖东山;平面分层媒质中浅层埋入目标的电磁散射研究[D];武汉大学;2004年
2 李禹;UWB-TWDR的运动目标检测及定位[D];国防科学技术大学;2003年
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1 ;硅光子 超宽带技术基石[J];国外科技动态;2003年09期
2 玄文启;;基于无线局域网的超宽带技术应用研究[J];中国科技信息;2006年03期
3 刘露;;生活在超宽带时代[J];百科知识;2007年24期
4 邹丽;张士兵;;超宽带与认知无线电结合的浅层分析[J];科技信息(学术研究);2007年20期
5 潘雪;敖海云;;超宽带无线技术及应用[J];黑龙江科技信息;2008年34期
6 阴法明;;超宽带技术[J];科技资讯;2008年36期
7 杨春林;强明辉;;超宽带脉冲信号的产生[J];大众科技;2010年11期
8 吴艳;;认知超宽带无线电脉冲波形设计算法[J];科技信息;2010年36期
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10 曹瑞;包空军;;超宽带技术的优势及其应用定位[J];科技信息(科学教研);2008年04期
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1 李继斌;郭宗良;;超宽带技术在装甲兵车载指挥通信中的应用[A];2010通信理论与技术新发展——第十五届全国青年通信学术会议论文集(上册)[C];2010年
2 王帅;张杰;;超宽带技术在矿井中的应用[A];煤矿自动化与信息化——第20届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨第2届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集[C];2010年
3 黄朝晖;姜兴;;定向超宽带平面天线阵列设计[A];2010年全国电磁兼容会议论文集[C];2010年
4 李莉;周治立;洪劲松;王秉中;;一种新颖的结构紧凑型超宽带单极子天线设计[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2011年
5 林春;王绪本;祝忠明;;城市灾害救助的超宽带电磁探测方法研究进展[A];中国地球物理·2009[C];2009年
6 马弘舸;孟凡宝;聂在平;杨周炳;;非均匀PSTD算法及其在超宽带技术中的应用[A];中国工程物理研究院科技年报(2002)[C];2002年
7 景伟杰;徐金平;丁德志;;悬置带线超宽带滤波器设计[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2011年
8 毕重峰;钟宇靖;程磊;;信息化战场上军用超宽带通信技术运用浅析[A];中国通信学会第六届学术年会论文集(下)[C];2009年
9 高山山;肖绍球;王秉中;;超宽带微带带通滤波器的研究[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2009年
10 李耀民;张向荣;;超宽带IEEE 802.15.3a多频带技术分析[A];中国航空学会信号与信息处理专业全国第八届学术会议论文集[C];2004年
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1 ;FCC拒绝加深限制超宽带技术[N];计算机世界;2003年
2 本报驻华盛顿记者 张孟军;超宽带技术成新宠[N];科技日报;2002年
3 ;超宽带技术还有一段路要走[N];人民邮电;2004年
4 ;美国研究超宽带技术应用[N];人民邮电;2000年
5 综合;前景广阔的超宽带技术[N];人民邮电;2003年
6 信息产业部电信研究院通信信息研究所 李珊;超宽带技术蛰伏 市场前景可期[N];通信信息报;2004年
7 晓竹;超宽带技术有望走进美国百姓家[N];人民邮电;2002年
8 ;蓝牙欲借助UWB提高带宽[N];计算机世界;2005年
9 杨建波;超宽带有多“宽”[N];河北日报;2002年
10 记者 张晔;超宽带无线通信有望取代蓝牙[N];科技日报;2005年
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1 赵亮;超宽带拓展距离通信技术研究[D];解放军信息工程大学;2011年
2 杨婷婷;协作超宽带系统资源优化分配算法研究[D];大连海事大学;2010年
3 石磊;压缩感知在超宽带信道估计中的应用研究[D];北京邮电大学;2011年
4 康晓非;超宽带系统中接收技术研究[D];西安电子科技大学;2012年
5 李德建;压缩感知与超宽带信道建模的研究[D];北京邮电大学;2012年
6 徐升;超宽带高速无线个域网的MAC协议研究[D];中国科学技术大学;2010年
7 向新;超宽带自相关接收机关键技术研究[D];西安电子科技大学;2009年
8 王树彬;超宽带认知无线电系统电磁干扰的研究[D];北京邮电大学;2009年
9 宁晓燕;基于分数傅立叶变换的脉冲超宽带系统研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 赵华;无线传感器网络中的传输参考超宽带技术研究[D];南京师范大学;2012年
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1 张盼;Chirp超宽带接收机研究[D];电子科技大学;2010年
2 杨静儿;脉冲体制超宽带非相干接收机的设计[D];中国科学技术大学;2011年
3 高远;超宽带系统与其他通信系统频谱共存特性的研究[D];河海大学;2005年
4 王兴政;具有多个阻带的超宽带平面单极子天线设计[D];西安电子科技大学;2010年
5 陈慧华;超宽带冲击信号在穿墙雷达的应用[D];南京理工大学;2010年
6 李宝宝;基于RS码超宽带系统误码性能分析[D];太原理工大学;2010年
7 李赛;基于Chirp信号的超宽带认知无线电(CUWB)技术研究[D];北京邮电大学;2010年
8 张文婷;超宽带同步技术研究和基于FPGA的同步器实现[D];苏州大学;2010年
9 蔡凌云;时域槽天线及几种超宽带带阻天线的研究与设计[D];电子科技大学;2011年
10 苏文艳;DC-OFDM超宽带物理层Matlab建模及高分集增益的解映射模块设计[D];复旦大学;2010年
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