磁偶极子
- 基于面磁矩分布的潜艇磁场计算
有重要意义。磁偶极子模型最常见的磁场计算方法，是指由位于目标中心的单个磁偶极子来描述目标外部磁场的强度分布特性，该方法在潜艇或其他铁磁物磁场的估算中被广泛使用[3-6]，在此基础上，很多研究对潜艇或类似铁磁目标的磁场模型进行了进一步的改进[7-12]。刘辉[7]在此基础上提出了同点的三轴磁偶极子数学解析模型，并明确了地磁感应下磁偶极矩的估算方法，能够根据地磁场值、潜艇尺寸及航向等推算得到潜艇磁异常。但总体来说单个磁偶极子模型相对真实潜艇的磁特性而言被严重简
舰船科学技术 2023年6期2023-05-05
- 基于改进智能优化算法的磁偶极子目标参数估计方法研究
目标可等效为磁偶极子，此时,可采用磁偶极子模型描述该目标的磁感应强度。目前，磁偶极子目标参数估计问题主要有解析类、优化类和序贯滤波类等3类求解方法，其中,优化类方法是目前解决磁偶极子目标参数估计的主要方法。优化类方法通过使磁传感器的测量数据与模型数据平方误差最小来实现磁偶极子目标参数估计。Yang W等人[3]利用粒子群优化(PSO)算法和克隆算法的混合算法构建了一种新的三磁目标跟踪系统；赵文春等人[4]采用差分进化算法求解非线性方程，仿真验证该方法的有效
传感器与微系统 2023年2期2023-03-03
- 基于PSO算法的磁偶极子阵列舰艇磁场模拟研究
拟法模型有：磁偶极子模型、旋转椭球体模型、磁偶极子阵列模型、旋转椭球体阵列模型、旋转椭球体与磁偶极子阵列混合模型等。其中，磁偶极子阵列模型可通过设置磁偶极子的位置与磁矩实现对舰艇铁磁性物质分布特征的精确模拟，实现简单且拟合效果理想，文献[7 - 8]中分别将磁偶极子均匀分布在舰艇的吃水面与舰艇所处的椭球空间中上，但是依赖经验固定磁偶极子位置与数量，容易增大拟合误差使得建模失败。目前，舰艇磁场在2.5倍船长距离外的全空间的一致性已经过证明，舰艇的整体磁特征覆
舰船科学技术 2022年18期2022-10-18
- 磁偶极子阵列模型的适用性研究与优化分析*
模型离散化为磁偶极子阵列模型产生的复化中矩形,以及Gauss-Legendre积分余项分析过程引起的离散误差、算法误差,模型简化产生的拟合误差、模型误差等,对模型适用性条件进行分析;同时,以建模精度和计算复杂度为目标构造多目标优化函数,通过NSGA-II 算法对多目标函数进行求解,得到使精度、复杂度较为均衡的最优解集,提出了不同精度、复杂度需求下的选择规则.为了保证结果的有效性,在舰船磁场混合模型的基础上利用数值实验对模型进行验证,充分考虑模型拟合误差,通
物理学报 2022年12期2022-07-19
- 管道漏磁内检测矩形缺陷解析方法的分析
采用的模型是磁偶极子模型和有限元分析模型。ZHANG等[4]基于线性磁荷理论建立了数值分析模型，采用三维微磁传感器检测腐蚀缺陷的泄漏场，为钢铁漏磁检测技术提供了数学理论。吴德会等[5]通过对缺陷不同磁化方向的磁化研究，建立了任意方向内表面缺陷漏磁场分布三维模型，对不同方向缺陷的漏磁场进行了描述。杜志叶等[6]采用有限元方法建立仿真模型，采用静磁场模型对缺陷的漏磁场进行了分析。时朋朋[7]以磁偶极子模型为理论基础，分析得到了梯形缺陷的二维磁偶极子模型，并拓展
无损检测 2022年5期2022-07-19
- 一种组合式天线辐射电磁波的可视化研究
，接收天线为磁偶极子天线.为了让学生“看到”电磁波，实现电磁波能量传播的可视化，本文设计了一个电磁波传播的重现实验.在实验中接收天线为磁偶极子天线，发射天线为理想磁偶极子和理想的电偶极子结合起来的组合式天线，称为馈电磁偶极子天线.通过搭建这个演示实验，并仿真计算组合式发射天线的方向图，将球面电磁波的能量分布和传播以图文并茂的方式呈现给初学大学物理的本科新生，使他们对颇感陌生的相关物理量如能流密度矢量[3]有一个直观生动的认识，从而加深对麦克斯韦方程组的理解
大学物理 2022年6期2022-06-10
- 多目标优化的舰船磁场建模方法*
合混合模型中磁偶极子参数与舰船结构的相关性, 以建模精度和模型稳定性为目标构造了多目标函数, 通过对多目标函数优化获得合理的磁偶极子参数, 间接地将建模求解问题转化为多目标函数优化问题.利用多目标粒子群优化算法进行求解, 得到了建模问题求解结果的可选集, 以建模精度为基准设计了从可选集中选取最佳结果的选择规则.三种类型的舰船船模实测数据建模结果表明: 本文方法所建模型相对误差小于3%, 换算误差小于6%, 能够有效对舰船磁场进行建模; 当存在测量数据误差时
物理学报 2021年16期2021-09-03
- 最简多磁偶极子等效建模方法
的基于远场单磁偶极子模型的磁异常定位方法,由于单磁偶极子模型没有充分利用潜艇磁异常信号的全部信息,其中包含磁目标磁分布特性、结构特征、运动参数等特征信息量较少,已经不能完全满足水下目标识别与分类任务的需要。先进的磁异常探测系统应具有从水下潜艇目标探测定位进一步扩展到包括UUV、鱼雷、水雷等在内的目标探测和识别能力,甚至包括磁诱饵目标[5-8]。针对多磁源目标的反演和识别有赖于建立包含目标结构分布信息的高精度磁场模型。对于舰船目标,常用的高精度磁场模型包括等
系统工程与电子技术 2021年8期2021-07-27
- 三维偏振光针的产生及转换
的物镜紧聚焦磁偶极子反转辐射场和电-磁偶极子反转辐射场，在焦区分别获得半高全宽为0.312λ、聚焦深度为8λ的横向偏振光学管和聚焦深度为8λ的三维光学平顶［14］。相比较而言，在产生光针方面利用高NA物镜紧聚焦电-磁偶极子反转辐射场获得的光场，具有光学转换效率高和无需复杂滤波器调制的优势［3］。然而，目前利用紧聚焦电-磁偶极子反转辐射场方法获得三维偏振光针的报道比较少。在文献［3］和文献［14］的基础上，本文通过引入螺旋相位板，利用NA等于0.95的物镜紧
黑龙江大学自然科学学报 2021年1期2021-04-15
- 双极化高增益电磁偶极子天线的设计*
点[1]，电磁偶极子天线通过同时激励电偶极子和磁偶极子，可以实现良好的方向图等化[2-4]。文献[5][6]采用垂直平面印刷结构的电磁偶极子天线，可以更方便地用于组阵，但它们增益都较小，分别为4.3dB和6.5dB。左手材料的应用极大地提高了天线的增益[7]，与传统的电磁偶极子天线相比，加载左手材料的电磁偶极子天线的增益得到了明显提升[8][9]。文献[10]中的垂直平面印刷电磁偶极天线加载有H 形左手材料。工作频段内天线增益达到7.4dB～9.7dB。文
通信技术 2020年12期2020-12-23
- 低剖宽带磁电偶极子天线的设计*
对电偶极子和磁偶极子同时激励，利用电偶极子和磁偶极子方向图互补叠加原理使整个天线E面和H面具有相同的辐射场图，实现43.8%的相对带宽（SWR≤1.5），带内增益达到8 dBi，天线性能优良，但是高度为0.25λ（λ是自由空间下对应的中心频率处的波长），基于这种基本天线结构，许多学者为降低剖面，拓展带宽，提高增益做出了积极的努力。文献[2]通过在天线中填充介电常数为2.65的介质材料，将天线剖面将为0.15λ，实现24.9%的阻抗带宽（SWR≤2）；文献[
通信技术 2020年8期2020-08-14
- 基于双磁偶极子的螺线管磁场建模分析
研究表明，单磁偶极子模型在远场能够保持较高的精度[5]，但是在近场时，误差明显增大。为了得到电机中圆柱永磁体精确磁场分布模型，Hungsun等[6]在研究了DMP等效法和单磁偶极子等效法的基础上，提出将永磁体等效为排列规则磁偶极子阵列，并根据永磁体特性设置目标函数和约束条件，进而确定和优化模型参数，仿真证明该方法能够有效提高磁场模型的精度。戴忠华等[7]通过分析磁偶极子等效磁矩的收敛性，得到了磁性物体单磁偶极子模型的适用条件，在2.5倍磁体长度以外的空间，
中国惯性技术学报 2019年5期2020-01-07
- 基于旋转永磁体的超低频机械天线电磁特性分析*
体和空间正交磁偶极子的等效关系.与文献[14]的方法不同,本文基于并矢格林函数,将旋转永磁体的初始旋转角等效为正交磁偶极子的初始相角,详细推导了空间正交磁偶极子在无限大空间中的场强计算表达式,从而获得旋转永磁体在无限大空间中的通用分析模型.该模型适用于任何有耗介质下的近场和远场计算,在形式上与旋转驻极体的电磁场表达式是统一的,可以通过电磁场对偶原理快速得到旋转驻极体的电磁场计算表达式,无需重新推导,因此,与文献[14]中矢量磁位的方法相比,通用性较强.将该
物理学报 2019年18期2019-10-09
- 基于模拟退火算法的航向实测磁场数据建模分析*
是由椭球体与磁偶极子阵列共同构成的混合模型，从本质层面上分析，可以将其看成是对多维超定方程进行求解的过程。此方程解在稳定性与精度方面和方程系数矩阵的条件数之间存在紧密关联性，同时磁偶极子的数量及其分布位置也会改变方程系数矩阵的条件数。但是在文献［7～9]中研究人员都未分析不同磁偶极子位置下得到的系数矩阵条件数变化情况，把磁偶极子设定在固定位置，将系数矩阵的其中一列单独去除，这相当于去除了磁偶极子在特定方向上产生的磁矩，如果磁矩被过度去除，则会引起拟合误差的
舰船电子工程 2019年9期2019-09-27
- 基于磁偶极子模型的水下目标定位与跟踪
备建模为一个磁偶极子，研究了基于双三轴磁传感器磁场测量数据反演磁偶极子磁矩以及空间位置，从而实现对水下目标定位和跟踪的方法。1 磁偶极子模型由于当传感器与目标磁体之间的距离大于目标磁体尺寸10倍以上时，该磁体可以用磁偶极子作为模型建模[9]，因此基于磁偶极子模型的探测方法在兵器引信、水下打捞、钻井对接、医疗等特殊领域均有一定应用[10-12]。磁偶极子模型的经典数学表达式为：(1)式(1)中，B(μ,r)为磁感应强度，μ(H/m)为磁偶极子所在介质的磁导率
探测与控制学报 2019年3期2019-08-28
- 机械天线运动电荷和磁偶极子辐射研究∗
体可以看作是磁偶极子（或基本电流环）的集合，研究运动电荷和运动磁偶极子的辐射，有助于理解机械天线的辐射机理、分析机械天线的辐射特性。文献［4］讨论了作匀速旋转这一特殊运动的电偶极子的辐射。本文从经典电动力学理论出发，推导了适用于作任意机械运动的电荷和磁偶极子的辐射场表达式，作为特例，也对旋转电偶极子和旋转磁偶极子的辐射进行了分析。2 一般运动电荷的辐射与Lienard-Wiechert势运动电荷的辐射是电动力学中的经典课题，在一般电动力学或电磁学的教科书中
舰船电子工程 2019年2期2019-03-01
- 一种双模宽波束平面天线及其相控阵应用
GHz的电-磁偶极子天线，电偶极子和磁偶极子的方向图在空间中互补，因此天线单向辐射，E面和H面的方向图均对称且近似相同，工作频带内增益为8.1 dBi，交叉极化抑制度优于40 dB，前后比特性良好。文献[9]提出了一款具有宽轴比波束特性的电磁偶极子天线，方向图具有对称的特性，其3 dB波束宽度为85°，剖面高度为0.25λ0。上述具有宽波束特性的天线剖面较高，不适合应用在体积受限和共形的场合。大量文献报道了实现低剖面宽波束天线的多种方案，并应用在大角度扫描
电子科技大学学报 2018年6期2018-12-06
- 基于均匀化理论分析磁流变弹性体(MR)磁致剪切模量
测，通常选用磁偶极子理论[4-5]。磁偶极子理论，即在外加磁场作用下，将每一个磁化的铁磁颗粒都当做一个单独的磁偶极子来处理；之后计算在外磁场作用下铁磁颗粒间的相互作用能和磁能密度，进一步处理后就可得到外场作用下同一条链上铁磁颗粒间的相互作用[6-8]。Furst与Gast[9]在计算磁场强度时，充分考虑了同一条链上铁磁颗粒间的相互作用，使得计算得到的磁场强度大为精确，最后通过能量变分求得磁致剪切模量。Shen等人[10]在此基础上，进一步完善了此磁偶极子耦
材料科学与工程学报 2018年5期2018-11-02
- 亚波长间距理想导体球阵列近区时间反演电磁场的快速求解∗
射场等效为电磁偶极子辐射场的叠加,极大地简化格林函数的求解.在包含有多个散射体时,只需要将每一个金属球的散射场均等效为相应的电、磁偶极子辐射场的叠加,在求解出等效偶极子强度之后,空间中总场对应的格林函数即可表示为所有等效电磁偶极子的贡献之和.本文第2部分详细给出球面波入射情况下金属小球的散射场求解及其相应的等效方法;第3部分给出总场对应并矢格林函数的表达式;第4部分给出几种不同情况下相应时间反演场的解析求解结果以及商业软件仿真结果,以验证所提出的等效方法的
物理学报 2018年8期2018-05-08
- 表面缺陷的方向性对漏磁场分布的影响∗
.漏磁检测,磁偶极子,裂纹,表面缺陷方向性1 引 言在现代工业中,大量的铁磁性金属构件,如管道、桥梁、铁路、汽轮机叶片、转子、起重机等承载件和焊接部件等,因老化、腐蚀、疲劳等原因造成的缺陷极易导致事故的发生.漏磁检测(magnetic flux leakage,MFL)技术作为一种传统的电磁无损检测方法,具有无污染、不需耦合剂、快速、高可靠性等优点,被广泛应用于铁磁材料的无损检测领域[1].利用MFL方法对缺陷进行评估,需要建立漏磁场分布与缺陷特征之间的对
物理学报 2017年4期2017-08-01
- 基于全张量磁场梯度的磁偶极子定位及误差分析
量磁场梯度的磁偶极子定位及误差分析张 宁1，王三胜1,3，易 忠2，李 华1，孟立飞2（1. 北京航空航天大学 物理科学与核能工程学院，北京 100191；2. 北京卫星环境工程研究所，北京 100094；3. 北京航空航天大学 微纳测控与低维物理教育部重点实验室，北京 100191）为了对磁偶极子进行高精度的磁性定位，文章从磁偶极子模型出发，推导出磁偶极子的空间坐标与其产生的磁场及磁场梯度之间的关系式；针对模型及关系式，设计了一种全张量磁场梯度传感器，能
航天器环境工程 2017年3期2017-07-05
- 十字形磁梯度张量结构在多磁偶极子测量中的误差与修正方法
张量结构在多磁偶极子测量中的误差与修正方法徐超群1,2，易 忠1,2，刘超波2，王 斌2（1. 北京卫星环境工程研究所 可靠性与环境工程技术重点实验室；2. 北京卫星环境工程研究所：北京 100094）磁场全张量探测技术在多磁源反演中有着重要意义。十字形磁梯度张量结构因其计算简单、精度高等特点被广泛采用，但其在多磁源反演中的全方位误差分析和修正方法有待完善。文章研究多磁偶极子分辨的问题，分析十字形计算结构和误差来源；结果表明磁力仪的精度、整体结构、背景环境
航天器环境工程 2017年3期2017-07-05
- 井间电磁成像测井系统分析与研究策略
电磁波检测；磁偶极子运用井间电磁成像测井能够有效实现从单井测井朝着井间油藏探测的跨越与转变，其探测的深度也要远远大于传统的单井电法测井。借助于井间电磁成像测井技术，能够进一步提升其分辨率，并是对油藏探测技术的一种有效补充。本文就井间电磁测量过程中的影响因素以及现阶段两种井间电磁成像测井系统的优缺点进行了扥系研究，并提出了能够提升井间电磁法身效能以及提高其信噪比的理论基础。一、井间电磁成像测井的测量原理该系统通常是由发射天线、接收天线以及地面测井控制系统三部
环球人文地理·评论版 2017年1期2017-04-09
- 基于磁偶极子构造法几何建模的铁管磁异常正演
249)基于磁偶极子构造法几何建模的铁管磁异常正演朱慧慧，刘得军，冯 硕，潘 琦，闫景富(中国石油大学(北京) 地球物理与信息工程学院，北京 102249)地下铁磁性金属管线受地球原磁场磁化产生磁场会改变原地磁场分布，而形成地磁异常；通过管道几何建模和磁偶极子构造法对管道磁异常进行正演分析；首先利用近似的立方体单元对管道进行几何建模并输出相应的立方体单元体积和中心坐标；然后将立方体单元近似为磁偶极子，使用磁偶极子构造法进行管道磁异常正演；最后研究了距径比，
计算机测量与控制 2017年3期2017-03-27
- 磁梯度张量定位盲点分析
[2]推导出磁偶极子的位置信息与单点所测量的磁场矢量及磁张量之间的线性关系：由式（2）可知，在已知某点处磁张量的九个要素及相应的磁偶极子所产生的三分量磁场值就可得到磁偶极子的位置信息，如式（3）所示：式（3）为单点磁张量定位算法，已知单一观测点的目标磁场和磁梯度张量可实现磁性目标定位。但是在实际测量中，目标磁场估计值B会包含地磁场的测量误差。由于地磁场的大小为几万nT，而目标磁场的大小一般为几百nT，因此在地磁场远大于目标磁场的情况下，较小的地磁场测量相对
声学与电子工程 2016年4期2017-01-20
- 带电螺线管磁场的数值研究
所示.图3 磁偶极子不在坐标原点的模型可以用空间点P（r）的磁偶极场取代电流环在该点产生的场.因此式（2）又可以表示为图3表示不在坐标原点的磁偶极子，利用远场近似式可得空间点P（r）的磁感应强度［7］：其中S为电流环围绕的面积，以电流方向为准，S按右手定则确定面积的正向，m为磁偶极矩，r是磁偶极子的中心到空间点P的位置矢量，rp为坐标原点到空间点P的位置矢量，r′为坐标原点到磁偶极子中心位置的矢量.2 计算方法2．1带电螺线管磁场计算方法如图1所示，改写密
大学物理 2016年10期2016-12-12
- 基于磁偶极子的舰船轴频电磁场场源建模与试验验证
72)基于磁偶极子的舰船轴频电磁场场源建模与试验验证张立琛, 王英民, 郭拓(西北工业大学 航海学院, 陕西 西安 710072)根据舰艇水下腐蚀相关轴频电磁场的产生机理，提出了以电流环与磁偶极子等效性为线索，对舰艇轴频电磁场场源进行磁偶极子建模，并给出电流环的3种近似形状及环面积的计算方法。在盐湖进行了验证试验，结果表明：将磁偶极子作为对舰艇水下轴频电磁信号进行估算的数学模型是可行的，与电偶极子相比，由于考虑海水为导电媒质的特性，因而与试验结果更加吻合
西北工业大学学报 2016年5期2016-11-18
- 时间域航空电磁扩散特征和成像深度研究
形发射时垂直磁偶极子和水平磁偶极子在均匀半空间介质和两层介质中产生的电磁场，通过电流密度矢量图和随时间变化的电流密度等值线展示电磁场在地下介质中的扩散过程.电磁场在地下的扩散受电阻率结构的影响.在良导地区电磁场扩散慢、衰减快，而在高阻地区电磁场扩散快、衰减慢.垂直磁偶极子在地下产生的感应电流形成一个电流环随时间向下、向外扩散.水平磁偶极子在地下产生的感应电流形成两个互相叠加的电流环.时间域电磁场扩散代表着真正物理意义上的电磁扩散，因为它展示了地下电磁场空间
地球物理学报 2016年8期2016-09-29
- 基于磁偶极子的矿用钢丝绳疲劳定量分析
008）基于磁偶极子的矿用钢丝绳疲劳定量分析杨波1，2（1.太原理工大学矿业工程学院，太原 030024；2.阳泉煤业（集团）有限责任公司机电设备管理中心，山西 阳泉 045008）摘要：矿用钢丝绳的疲劳损伤主要是断丝，为了能够定量判断矿用钢丝绳的损伤强度，运用电流环磁偶极子作为理论模型，根据磁记忆检测理论推导出了钢丝绳损伤区域磁场分布，得出了矿用钢丝绳疲劳裂纹各个参数对金属磁记忆信号的影响。关键词：金属磁记忆；磁场分布；磁偶极子；疲劳裂纹磁偶极子对金属磁
山西煤炭 2016年3期2016-07-29
- 磁偶极子梯度张量的几何不变量及其应用
50003磁偶极子梯度张量的几何不变量及其应用尹刚， 张英堂*， 李志宁， 张光， 范红波军械工程学院七系， 石家庄050003摘要磁梯度张量系统姿态的变化将影响梯度场测量和数据解释的精度，使得具有坐标变换不变性特点的张量不变量成为磁梯度张量数据解释的研究热点.本文在对磁偶极子产生的磁梯度张量进行特征值分析的基础上得到了：测量点与磁偶极子位置形成的位置矢量、磁偶极子磁矩矢量与绝对值最小的特征值对应的特征向量垂直；位置矢量和磁矩矢量与最大及最小特征值对应的
地球物理学报 2016年2期2016-07-28
- 电偶极子和磁偶极子场分布相似性的一种解释
)电偶极子和磁偶极子场分布相似性的一种解释焦重庆(华北电力大学 电气与电子工程学院， 北京 102206)电偶极子电场与磁偶极子磁场具有相似的空间分布。然而，这种相似性并非显而易见：电偶极子由一对等量异号电荷组成，而磁偶极子则是一个电流回路。本文从矢量场边值问题的唯一性定理出发，得出了面散度源和面旋度源产生的矢量场分布的一种等价关系，进而对电偶极子电场与磁偶极子磁场空间分布的相似性进行了解释。电偶极子；磁偶极子；唯一性定理；边值问题0 引言电偶极子和磁偶极
电气电子教学学报 2016年3期2016-06-05
- 电磁学与电动力学中的磁单极
—Ⅴ
电流圈定义的磁偶极子和用正负磁单极对定义的磁偶极子的差别．文章仔细讨论一个在2012年曾在业界引起很多争议的由一个点电荷和一个磁偶极子构成的体系的可能的现象，并展示对这个体系，由正负磁单极对构成的磁偶极子比由电流圈构成的磁偶极子要简单和平庸许多．关键词磁偶极子；电流圈；正反磁单极子对本文是在电磁学和电动力学中讲解磁单极奇妙性质的最后一篇文章，也是在原来计划的4篇文章基础上增补的一篇．在前4篇文章［1－4］中分别介绍了磁单极在角动量方面的角色和作用，狄拉克磁
物理与工程 2016年1期2016-05-07
- 基于空间磁场模型的航空磁探测分析方法
潜；磁探仪；磁偶极子；分析方法0引言航空反潜平台对工作深度航行状态潜艇目标的主要探测手段是声纳和磁探仪，在非声探潜手段中，磁探仪与声纳设备(如反潜直升机使用的吊放声呐[1]及声呐浮标)可以更好地结合使用，航空磁探仪作为一种有效的被动探潜设备，通过感知磁性目标扰动地磁场所产生的磁异常信号实现对潜艇目标的探测，具有隐蔽性好、连续搜索、使用简单可靠、定位精度高等优点[2]。为了分析潜艇目标产生的磁异常信号对磁探仪探测性能的影响，文献[3-5]分别从飞机航向、潜艇
中国电子科学研究院学报 2016年1期2016-04-22
- 磁偶极子与大椭球混合建模法在船舶磁场推算中的研究*
2000)磁偶极子与大椭球混合建模法在船舶磁场推算中的研究*常宜祝小雨(92571部队三亚572000)摘要针对磁偶极子法模拟船舶磁场其数目、空间排布不易选择,单大椭球法又在精度上有所欠缺的问题,用九磁偶极子与大椭球混合建模的方法模拟船舶磁场。通过测量得到的船舶参数、船舶标准测量面的磁场以及测量点的相对坐标用最小二乘法来推算船舶的磁矩,然后利用计算得到的磁矩反推空间某点的磁场并与其测量得到的真实值加以比较,最终将误差控制在了10%以下,运用到实际中具有十
舰船电子工程 2016年1期2016-04-08
- 基于磁通感应的动目标探测原理及分析
立运动目标的磁偶极子模型[2]，然后在该模型的基础上推导探测线圈的磁通量及感生电动势的表达式，最后分析讨论运动目标参数及线圈结构参数对感生电动势的影响。1 基于磁通感应的探测原理与分析1.1 基本原理磁通感应探测的基本原理是基于法拉第电磁 感应定律：对于一个尺寸确定的静止闭合线圈，当一个磁性运动目标穿过其中时，会引起磁通量的变化，进而产生感生电动势；感生电动势与回路交联的磁通量变化率的负值成线性关系，即V= -N·dΦ/dt。通过对感生电动势的定量计算以及
航天器环境工程 2015年5期2015-12-23
- 圆极化磁偶极子天线设计
优点的圆极化磁偶极子天线，且加工了实物，并进行了测试。1 天线结构图1给出了圆极化磁偶极子天线的俯视图和侧视图。如图所示，天线由并联而成的两对末端短路的领结形贴片、馈电部分和地板3部分组成。馈电部分由两段长度和宽度分别为 L1，W1和 L2，W2的微带线组成，印刷在介电常数为2.65，厚度为1 mm的介质板正面。介质板的背面印刷着领结形贴片，如图所示，地板和贴片天线水平部分大小相同，周围分别短路。末端短路的领结贴片与地板组成一对磁偶极子，两对磁偶极子并联且
电子科技 2015年3期2015-12-20
- 基于热平衡状态下的磁偶极子温度场分析
平衡状态下的磁偶极子温度场分析庞广智（宜昌测试技术研究所，湖北 宜昌 443003）以非稳定导热偏微分方程为基础，结合磁偶极子工作运行特点提出的基本假设，建立了磁偶极子的稳态热传导数学模型。随后，根据试验检测到热平衡状态下的线圈热源内部温度来求解热源密度，结合边界条件，利用ANSYS11.0进行数值模拟，得出了磁偶极子温度场数据，从而为磁偶极子的热应力分析和强度校核奠定基础。磁偶极子；热平衡；温度场；ANSYS0 引言具有单一磁畴的磁偶极子常以有限数量、阵
机电设备 2015年1期2015-11-29
- 基于磁偶极子模型水平钻进目标定位的算法研究
00)基于磁偶极子模型水平钻进目标定位的算法研究彭海蛟1， 丁红胜1， 白世武2(1．北京科技大学 物理系，北京 100083；2．中国石油天然气管道科学研究院，廊坊 065000)在地下水平定向钻进技术中，为了实现水平定向钻进中的轨迹监控和精确导向，需要实时获取地下钻头的空间位置和姿态参数。这里基于磁偶极子模型下的磁场表达式，推导出采用通电螺线管线圈产生一个类似于磁偶极子的静磁场与时谐场的磁场分布。通过非线性和线性算法，对源端钻头与目标端的距离和相对方
物探化探计算技术 2015年4期2015-05-03
- 运动船舶磁性船体产生的感应电场*
船体内的若干磁偶极子和旋转椭球体的混合阵列可以等效舰船的空间磁场。国内在对运动磁偶极子的感应电场建模时采用了两种方法:一是利用法拉第电磁感应定律，通过选取恰当的环路积分计算出空间中的感应电场［7］;二是通过变换参考系，采用相对论电磁变换，利用v×B计算运动磁偶极子的感应电场［8］。对于环路积分，首先假设了积分环路上的电场强度处处相等，此假设只在磁性物体沿着磁矩方向运动时才成立，因此当运动方向不一致时，环路积分存在较大近似误差;对于v×B适用于磁性物体沿任意
国防科技大学学报 2015年2期2015-04-04
- 基于远场等效磁矩的潜艇磁防护技术
艇高空磁场与磁偶极子磁场的等效性，以及磁偶极子磁场与电流环磁场分布的一致性，提出一种基于远场等效磁矩的磁防护方法。通过布设简单补偿绕组，直接补偿潜艇等效磁矩，从而降低潜艇远场磁场。仿真实验结果表明，该方法可有效降低潜艇的远场磁场，提高潜艇对抗航空磁探的能力，为实际潜艇的远场磁防护提供了一种新的思路和技术手段。关键词：潜艇；磁防护；等效磁矩；航空磁探；磁偶极子0引言潜艇最主要的优势是隐身性，而潜艇本身产生的磁场对其隐身性能却构成了巨大威胁。随着潜艇磁探测(航
舰船科学技术 2015年2期2015-03-14
- 径向高温超导磁悬浮轴承的悬浮性能分析
z平面。α为磁偶极子1与x轴正向的夹角，即永磁环充磁方向与超导体垂直面的夹角。磁极距为m1的磁偶极子1产生的磁场分布与永磁环一致，方向为永磁环的充磁方向。在轴承转子处于初始冷却位置时磁偶极子1坐标值为 (l, 0, 0)。磁极矩为m2的抗磁镜像磁偶极子2相当于高温超导体内产生的屏蔽电流，它跟随永磁环即磁偶极子1移动，因此1和2关于yOz面对称。磁偶极子3为轴承转子即永磁体处于初始冷却位置时产生的磁通冻结镜像模型，其坐标值(-l, 0, 0)固定不变。初始冷
轴承 2014年7期2014-07-22
- 一种基于磁偶极子模型的铁磁体近场计算方法
3）一种基于磁偶极子模型的铁磁体近场计算方法余杰，林春生，周建军（海军工程大学兵器工程系，武汉 430033）为计算铁磁体的感应磁场，在普通磁偶极子模型的基础上，结合微元的思想，研究了微元磁偶极子模型的计算方法，推导出了空间任一点感应磁场值的精确表达式。弥补了普通磁偶极子模型不能精确计算近场源点磁场的不足。分别用普通磁偶极子模型和微元磁偶极子模型计算了圆柱形铁磁体的感应磁场，结果表明，微元磁偶极子模型计算感应磁场精确度较高，可应用于工程实际。感应磁场 磁偶
船电技术 2014年3期2014-06-27
- 磁偶极子远场的严格数学处理
言电偶极子和磁偶极子是介质电磁属性描述和研究的重要模型。相对而言，磁偶极子模型的处理和应用远较电偶极子复杂，原因主要在于磁场的无（散度）源、有旋性。电、磁偶极模型在普通物理课程中均以典型例题的面目出现在教科书和教学过程中[1]，却没有深入阐述其对于介质电磁场研究的重要性，更谈不上在介质场处理中的应用。由于介质场对势函数的贡献归根结底来源于电、磁偶极子，即分子偶极矩，而分子尺度在连续介质理论中相对于连续介质微元总可以认定为充分小量，所以无论是电极化强度，还是
长春工程学院学报（自然科学版） 2014年2期2014-06-09
- 舰船周围铁磁物体对其磁场的影响
其磁模型中各磁偶极子的磁化，给出一种求解附加感应磁场的磁感应强度的计算方法。1 基于磁体模拟法的磁场数学模型舰船与铁磁物体形状不规则、磁化不均匀，难以用解析法求解其磁场的磁感应强度。一般采用磁体模拟法建立磁模型，即用若干个具有特定磁矩的磁性模拟体(磁偶极子、旋转椭球体)所产生的磁场模拟不规则物体的磁场，然后由磁性模拟体计算场域空间的磁场的磁感应强度[8]。这里采用磁偶极子阵列进行建模。假设磁偶极子数为n，舰船在第j 个测量点产生磁场三分量为hxj，hyj和
中南大学学报（自然科学版） 2014年5期2014-04-01
- 磁流变液双链密排微结构模型
等［6］基于磁偶极子理论深入研究了磁流变液的成链机理.Ginder 等［7］利用非线性有限元方法计算了单链中颗粒间的作用力，考虑了磁饱和效应的影响，但是该模型不能反映铁磁颗粒体积分数的影响.Peng 等［8-9］基于磁偶极子理论，采用统计学方法假定链达到动态平衡后与磁场方向的夹角符合正态分布，得到了磁流变液的剪切屈服应力，并且深入分析了各因素对剪切屈服应力的影响.但是以上文献均与所假设的链相距很远，从而忽略相邻链之间的相互作用，与实际情况不符.文献［10］
东南大学学报（自然科学版） 2014年6期2014-03-12
- 旋转磁偶极子产生的感应电场研究
供理论参考。磁偶极子作为磁场的基本单元，对于一般磁性物体的磁场在一定距离外均可以近似等效为磁偶极子的磁场，即使是在近场也可以用磁偶极子阵列进行拟合(阵列的感应电场模型等于各磁偶极子产生感应电场模型的叠加)。因此，本文以磁偶极子等效磁性螺旋桨，建立了磁偶极子旋转产生感应电磁场的数学模型，仿真得到了该感应电场幅度特性、频率特性和三轴分量的相位关系，并通过实验验证了理论模型的正确性。1 理论推导如图1所示，将船舶的磁性螺旋桨等效为一磁偶极子，磁矩m=mxi+my
兵工学报 2014年2期2014-03-01
- 鱼雷电磁引信辐射装置合成场的建模与仿真＊
以将其等效为磁偶极子模型进行计算［1～2］，但对于具有一定装配角度的四个棒形辐射器形成的合成场的计算，目前尚未见有相关的文献资料。本文以典型鱼雷电磁引信棒形辐射装置为研究对象，基于磁偶极子场的数学模型，利用辐射场分量的分解与叠加，对棒形辐射装置的合成场进行建模与仿真研究。为鱼雷电磁引信棒形辐射装置合成场的计算，以及其他结构形式的辐射装置合成场的建模与仿真提供了理论依据。2 磁偶极子场的数学模型圆柱坐标系下磁偶极子场量模型如图1所示。在坐标原点处沿轴向放置一
舰船电子工程 2013年5期2013-11-23
- 旋转磁场导向定位方法研究与应用
，均基于静态磁偶极子模型［6］，无法直接用于精确定位。将交变磁场作为信号源，其幅度和相位均随时间变化而变化，不易受静磁场等其他因素干扰，同时可以避免开环系统所造成的误差累积［7－8］。为了测量源端钻头与目标端探管的相对位置，提出了一种基于动态旋转磁偶极子模型的有源交变磁场导向方法，并基于自主研发的交变磁场定位系统进行了实际应用和分析。1 导向算法的数学模型分析1.1 静态磁偶极子传播特性模型如图1所示空间坐标，根据毕奥－萨伐尔定律，远场P（r，θ0，φ0）
测井技术 2013年3期2013-10-25
- 基于磁偶极子等效的潜艇空间磁场分布
时，经常用到磁偶极子等效的观点。潜艇的近场磁场可以用磁偶极子阵列进行模拟，而研究潜艇远场磁场 (如潜艇空中磁定位研究)时，则可以把潜艇看作一个磁偶极子［6］处理。本文试图在磁偶极子等效观点基础上，对潜艇空间磁场磁偶极子等效的变迁规律及远场磁场分布的全空间一致性进行分析研究。1 磁偶极子等效在研究磁体远处的磁场 (如磁性定位等)时，经常把磁体看作一个磁偶极子［7-9］(见图1)，磁性物体远处空间的远场磁场可以由等效磁偶极子的磁性参数 (主要是磁矩)计算得到。
舰船科学技术 2013年1期2013-10-20
- 磁偶极子力在弱磁选过程中的作用*
磁性颗粒视为磁偶极子，计算了两磁性颗粒之间的磁作用能［6］;Smolkin等通过计算机辅助手段推导出非均匀磁场中单个磁性颗粒的磁力公式［7］;Low和Stock计算了不均匀磁场中靠近铁块的颗粒的受力情况［8］;储德应等推导出了由库仑定律决定的磁铁矿颗粒间的相互作用力通式［9］;谢强计算了强磁性矿物所结磁链的强度［10］;林潮等应用分子电流的概念推导出磁铁矿颗粒间的相互作用力表达式［11］。但这些研究仅着重于矿粒间的相互作用力或作用能，却未将矿浆中磁性矿粒间
金属矿山 2013年12期2013-06-26
- 基于非线性滤波算法的磁偶极子跟踪
性滤波算法的磁偶极子跟踪吴志东, 周穗华, 陈志毅(海军工程大学 兵器工程系, 湖北 武汉, 430033)为了实现具有高度非线性特点的磁偶极子跟踪, 将磁偶极子的位置、速度和磁矩等参数的估计归结为动态系统的贝叶斯估计问题, 提出了使用递归方法估计其状态参数。在此基础上应用高斯混合采样粒子滤波(GMSPPF)算法实现了磁偶极子跟踪, 并通过实测试验检验了算法的性能。结果表明, 与粒子滤波(PF)和Sigma点粒子滤波(SPPF)算法相比, GMSPPF算法
水下无人系统学报 2013年4期2013-05-28
- 基于差分的磁偶极子单点张量定位方法
的叠加原理，磁偶极子作为最基本的磁单元，目前已被广泛应用于磁性目标的建模及定位当中［1－6］。Wynn于1971年提出了利用磁张量对磁偶极子进行定位跟踪的算法［2］。磁张量方法具有很多磁总场、磁矢量方法所没有的优点如受磁化方向影响小、具有较多的细节能够用于三维定量反演解释等，在军事、环境、资源勘探等方面有着广阔的应用前景［7］。常规采用单点测量的磁场矢量及磁张量数据对磁偶极子进行定位的方法，由文献［8—10］分别得出，与其他定位方法相比只需要单点观测即可达
探测与控制学报 2012年5期2012-12-01
- 沿任意方向运动的磁偶极子感应电场特性
间感应电场，磁偶极子是物体磁性最基本的模拟单元，为计算磁性舰船因运动而诱导的电场，可利用磁偶极子阵列模拟舰船的磁场源，利用叠加定理得到运动磁性舰船的诱导磁场，为此需要分析运动磁偶极子的感应电场。目前文献记载研究磁偶极子沿极距方向运动时的感应电场的较多，而对沿其他方向运动的磁偶极子感应电场的讨论很少［2-4］。本文基于坐标变换和相对论电磁场变换式，推导了磁偶极子沿任意方向运动的感应电场并分析了感应电场分布特性。1 磁偶极子的磁场磁偶极子指面积很小的任意形状的
舰船科学技术 2012年12期2012-10-20
- 运动平台磁体感应磁场建模研究＊
中轴线附近的磁偶极子［4～5］。本文就建立运动平台磁体感应磁场的磁偶极子模型进行研究，并对模型进行有效性验证。2 感应磁场的磁偶极子模型工程应用时，如果远场条件满足，则可采用磁偶极子模型对磁体的空间磁场进行描述。在如图1所示的直角坐标系下，磁偶极子的磁位表达式为对式（1）求偏导可得磁偶极子模型的公式确定出系数A01、A11和B11，即可计算出空间任意点（远场区内）的磁场矢量。在运动平台载体坐标系下，假定磁体所在的背景磁场矢量为图1 磁体在背景磁场作用下感应
舰船电子工程 2012年9期2012-07-11
- 舰船磁场模型适用范围研究
的模型主要有磁偶极子模型和椭球体模型[1-3]。磁偶极子模型与椭球体模型相比，数学表达简洁，容易进行各种数学运算，因而基于磁偶极子模型的定位算法较多，且这些算法的运算量较小，能够快速实现磁性目标的探测定位，所以在舰船磁性目标的探测定位中，目前应用最为广泛的是磁偶极子模型[3-5]。但对于磁偶极子模型适用的观测距离(即磁力仪测量点到磁性目标的距离)，目前的研究只有定性的结论，即磁偶极子模型只适用于表达磁性目标的远程磁场，对于近程磁场的表达存在较大误差。而随着
海军航空大学学报 2012年5期2012-03-24
- 基于磁体模拟法的潜艇磁矩分离数学模型
个方向磁化的磁偶极子产生的磁场来模拟，n个磁偶极子在m个测量点上产生的磁场与潜艇的磁场处处相等时，则认为在潜艇周围任意场点上n个磁偶极子产生的叠加磁场与潜艇磁场也相等。图1中，i为磁偶极子的个数;k为测量平面横向测量点数;l为测量面上纵向测量点数。假设在潜艇区域内有N个磁偶极子，其坐标分别为ui，vi，wi，其磁矩分别为Mxi，Myi，Mzi，i=1，2，…，N。设潜艇在点Pj（xj，yj，zj）处所产生的磁场三分量分别为Hxj，Hyj，Hzj（j=1，2
舰船科学技术 2011年5期2011-03-07