文档介绍：摘要人的生命是宝贵的,然而人在工作、生活中又不可避免地受到自然灾害、人为灾害以及其它各种突发灾害的危害。当灾害来临时,能否及时救助和保护人类能携带被探测目标丰富的特征信息的优点,这些年来发展很快,已在目标的探测优点,迅速运用于电磁场的各个领域,并开发出多种工程软件;尤其是其直接在电磁脉冲信号传播的三维算法。分析超宽带电磁脉冲在空气中的能量衰减衰减越快,直至出现导体的趋肤深度现象。分析对比了电偶极子源与超宽带源在生命安全是关系到国计民生的大事。因此,为确保在紧急救援中用最短的时问找到被困人员,开展先进的生命救助探测和定位方法具有十分重要的意义。超宽带信号是就信号的相对带宽而言,当信号的带宽与中心频率之比大于%时称为超宽带信号。超宽带电磁脉冲技术因其频带宽、分辨率高,其回波信号和识别方面得到了较为广泛的应用。近二十年来,以其运算速度快、节约存储空间、仿真效果好等众多的时间域模拟电磁波,在瞬态电磁场的数值模拟中应用更是广泛。本文所做的工作就是基于电磁波的基本理论,通过分析的基本算法和将其应用于超宽带电磁脉冲信号的仿真研究需特殊处理的一些方面,建立超宽带特性;提高发射源的载波频率或是缩短源的脉冲上升时间可以使发射源天线中心轴线上的能量密度衰减速率变慢;直观地从频率域解析解和数值模拟方法论证了高频的辐射能力比低频的强,高频成分对形成所谓能量“慢衰减”起着至关重要的作用。分析了超宽带电磁脉冲穿墙后的能量衰减特性:在墙体是弱损耗介质的情况下,提高发射源的载波频率或是缩短源的脉冲上升时间同样可以使发射源天线中心轴线上的能量密度衰减速率变慢;随着墙体电导率增大,能量密度空气中及遇有耗介质的传播情况,可以看出超宽带电磁脉冲具有一定的聚焦性能。数值模拟分析了超宽带电磁脉冲信号在实际探测中的一个简单应用:穿墙探测在一个封闭屋子里的人。关键词:超宽带时域有限差分法完全匹配层
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第引言研究背景造成人民生命财产的巨大损失。如何最大限度地减轻各类灾害损失,抢救被压、埋人员,有效地减少人员伤亡,是减轻灾害损失的首要任务,也是最能体现出减灾实效和社会显示度的关键环节。国内外多次大震后抢救生命的事实证明:对压项研究,主要原因是由于该类应用基础研究滞后,未能展现它在灾害救助生命频率变化等特点的理论工作和实验分析认为,该项技术与方法具有较大的理论研究意义和实用价值,它能解决其他非电磁搜索技术与方法庋А⑸ǎ穸⑷本文来源于国家自然科学基金项目“城市灾害救助生命搜索的超宽带电磁探测方法研究”。人的生命是宝贵的,然而人在工作和生活中又不可避免地受到自然灾害地震、滑坡、塌陷腿宋5脑趾战争、恐怖活动约案骼嗤环⑹录奈:Α当灾害等突发事件来临时,能否及时救助和保护人类生命安全是关系到国计民生的大事。近年来,随着城市化进程的加快,城市的高层建筑日趋增多,钢筋混凝土结构占主导地位,各种管道、线路纵横交错的密度加大,以及城市人口密集等问题,使自然或人为灾害等各类突发事件的潜在危险与日俱增,一旦发生,将会埋人员抢救愈及时、快速,救生、救活的可能性愈大。一般来说,震后小时内是救助被困人员的关键时期。同样,类似“笔录目植涝趾Ω丛忧榭鍪时救助问题,以及对劫持人质隐蔽位置的确定等问题都对当今生命搜索与定位技术提出了更高的要求。因此,为确保在紧急救援中用最短的时间找到被困人员,开展先进的生命救助探测与定位方法研究具有十分重要的意义。我国在灾害救助高新技术与方法领域几乎是空白,特别是解决被掩埋或隔挡时的灾后搜索救助方面缺少实用有效的救助方法和措施,迫切需要开展救助方法理论的研究和高新救助技术的攻关。为此,国家十五科技攻关立项“地震救助生命搜索与定位技术研究”,分别设立三个专题开展光学、声波/振动、热红外生命搜索技术与方法研究。惟独没有设置电磁探测方法的专搜索中的优势作用。从原理上讲,电磁探测方法是弥补这些不足的有效方法,自年代一年代以来,一种基于超宽频带电磁脉冲技术的新理论、新方法的出现引起了该领域的广泛关注。人们通过对超宽频带电磁脉冲技术的慢衰减性、能量聚焦性和不随红外娜钡恪第乱
国内外研究现状照美国联邦通信委员会亩ㄒ逍藕糯碛胫行钠德手却笥ノ3带;信号带宽与中心频率之比在ァブ湮?泶∮趌%为窄带。二是号传送声音和图像数据,每秒可发送多至亿个代表的脉冲信号。这些脉冲信号的时域极窄..擅,频域极宽鼿绞鼼,可超过,其中的低频部分可以实现穿墙通信。目标的超宽带散射就是目标对信号的非稳态响应。由于超宽带信号的宽频谱特性,因而目标的电尺寸可以从很小到很大,可能历经瑞利区、谐振区和光学区。散射波的振荡周期是目标尺寸信息的标志。在光学区,