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高功率微波土壤击穿的数值验证研究

唐涛

高功率微波土壤击穿的数值验证研究

唐涛
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  • 高功率微波在土壤中传播时, 会引起土壤击穿电离而导致土壤电阻率的非线性变化, 土壤电阻率的变化又将反作用于传播过程, 加剧高功率微波衰减, 影响其能量传输效率. 通过对土壤动态电离过程的分析, 结合Maxwell方程组构建了高功率微波土壤传播模型, 采用时域有限差分法对该模型进行数值验证. 数值结果显示了高功率微波在土壤中传播、衰减等物理图像, 以及土壤电阻率的非线性变化过程. 理论分析验证了这些数值结果.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61201095)、四川省教育厅科研基金(批准号: 13ZB0076)和成都信息工程学院科研基金(批准号: J201202, CRF201309)资助的课题.
    [1]

    Chen Z G, Wang J G, Wang Y, Qiao H L, Guo W J, Zhang D H 2013 Acta Phys. Sin. 62 168402 (in Chinese) [陈再高, 王建国, 王玥, 乔海亮, 郭伟杰, 张殿辉 2013 物理学报 62 168402]

    [2]

    Bragg J W, Sullivan III W W, Mauch D, Neuber A A, Dickens J C 2013 Rev. Sci. Instrum. 84 054703

    [3]

    Song W, Zhang Z Q, Li J W, Zhang Q Y, Cai L B 2013 Appl. Phys. Lett. 102 013504

    [4]

    Song W, Shao H, Zhang Z Q, Huang H J, Li J W, Wang K Y, Jing H, Liu Y J, Cui X H 2014 Acta Phys. Sin. 63 064101 (in Chinese) [宋玮, 邵浩, 张治强, 黄惠军, 李佳伟, 王康懿, 景洪, 刘英君, 崔新红 2014 物理学报 63 064101]

    [5]

    Liu G Z, Liu J Y, Huang W H, Zhou J S, Song X X, Ning H 2000 Chin. Phys. 9 757

    [6]

    Tang T, Liao C, Yang D 2010 Chin. J. Radio Sci. 25 122 (in Chinese) [唐涛, 廖成, 杨丹 2010 电波科学学报 25 122]

    [7]

    Tang T, Liao C, Lin W B 2010 Progress Electromag. Res. M 14 207

    [8]

    Hao X W, Song B P, Zhang G J, Qiu S, Huang W H, Qin F, Jin X 2012 High Power Laser Particle Beams 24 16 (in Chinese) [郝西伟, 宋佰鹏, 张冠军, 秋实, 黄文华, 秦风, 金晓 2012 强激光与粒子束 24 16]

    [9]

    Dong Y, Dong Z W, Zhou Q H, Yang W Y, Zhou H J 2013 High Power Laser Particle Beams 25 1215 (in Chinese) [董烨, 董志伟, 周前红, 杨温渊, 周海京 2013 强激光与粒子束 25 1215]

    [10]

    Liu K, Xu B, Lin L K, Lu C S, Wang H G 2013 Space Electron. Technol. 10 6 (in Chinese) [刘琨, 徐彬, 林乐科, 卢昌胜, 王红光 2013 空间电子技术 10 6]

    [11]

    Ala G, Buccheri P L, Romano P, Viola F 2008 IET Sci. Meas. Technol. 2 134

    [12]

    Ala G, Silvestre Di M L, Viola F, Francomano E 2009 Prog. Electromag. Res. B 14 1

    [13]

    Asimakopoulou F E, Gonos I F, Stathopulos I A 2011 IET Sci. Meas. Technol. 5 14

    [14]

    Ge D B, Yan Y B 2002 Finite-Difference Time-Domain Method for Electromagnetic Waves (Xi'an: Xi'an Electronic Sience and Technology University Press) pp26-38 (in Chinese) [葛德彪, 闫玉波 2002 电磁波时域有限差分方法(西安: 西安电子科技大学出版社) 第26–38页]

    [15]

    Tang T 2011 Ph. D. Dissertation (Chengdu: Southwest Jiaotong University) (in Chinese) [唐涛 2011 博士学位论文(成都: 西南交通大学)]

  • [1]

    Chen Z G, Wang J G, Wang Y, Qiao H L, Guo W J, Zhang D H 2013 Acta Phys. Sin. 62 168402 (in Chinese) [陈再高, 王建国, 王玥, 乔海亮, 郭伟杰, 张殿辉 2013 物理学报 62 168402]

    [2]

    Bragg J W, Sullivan III W W, Mauch D, Neuber A A, Dickens J C 2013 Rev. Sci. Instrum. 84 054703

    [3]

    Song W, Zhang Z Q, Li J W, Zhang Q Y, Cai L B 2013 Appl. Phys. Lett. 102 013504

    [4]

    Song W, Shao H, Zhang Z Q, Huang H J, Li J W, Wang K Y, Jing H, Liu Y J, Cui X H 2014 Acta Phys. Sin. 63 064101 (in Chinese) [宋玮, 邵浩, 张治强, 黄惠军, 李佳伟, 王康懿, 景洪, 刘英君, 崔新红 2014 物理学报 63 064101]

    [5]

    Liu G Z, Liu J Y, Huang W H, Zhou J S, Song X X, Ning H 2000 Chin. Phys. 9 757

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    Tang T, Liao C, Yang D 2010 Chin. J. Radio Sci. 25 122 (in Chinese) [唐涛, 廖成, 杨丹 2010 电波科学学报 25 122]

    [7]

    Tang T, Liao C, Lin W B 2010 Progress Electromag. Res. M 14 207

    [8]

    Hao X W, Song B P, Zhang G J, Qiu S, Huang W H, Qin F, Jin X 2012 High Power Laser Particle Beams 24 16 (in Chinese) [郝西伟, 宋佰鹏, 张冠军, 秋实, 黄文华, 秦风, 金晓 2012 强激光与粒子束 24 16]

    [9]

    Dong Y, Dong Z W, Zhou Q H, Yang W Y, Zhou H J 2013 High Power Laser Particle Beams 25 1215 (in Chinese) [董烨, 董志伟, 周前红, 杨温渊, 周海京 2013 强激光与粒子束 25 1215]

    [10]

    Liu K, Xu B, Lin L K, Lu C S, Wang H G 2013 Space Electron. Technol. 10 6 (in Chinese) [刘琨, 徐彬, 林乐科, 卢昌胜, 王红光 2013 空间电子技术 10 6]

    [11]

    Ala G, Buccheri P L, Romano P, Viola F 2008 IET Sci. Meas. Technol. 2 134

    [12]

    Ala G, Silvestre Di M L, Viola F, Francomano E 2009 Prog. Electromag. Res. B 14 1

    [13]

    Asimakopoulou F E, Gonos I F, Stathopulos I A 2011 IET Sci. Meas. Technol. 5 14

    [14]

    Ge D B, Yan Y B 2002 Finite-Difference Time-Domain Method for Electromagnetic Waves (Xi'an: Xi'an Electronic Sience and Technology University Press) pp26-38 (in Chinese) [葛德彪, 闫玉波 2002 电磁波时域有限差分方法(西安: 西安电子科技大学出版社) 第26–38页]

    [15]

    Tang T 2011 Ph. D. Dissertation (Chengdu: Southwest Jiaotong University) (in Chinese) [唐涛 2011 博士学位论文(成都: 西南交通大学)]

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出版历程
  • 收稿日期:  2014-04-23
  • 修回日期:  2014-08-26
  • 刊出日期:  2015-02-05

高功率微波土壤击穿的数值验证研究

  • 1. 成都信息工程学院电子工程学院, 成都 610225
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 61201095)、四川省教育厅科研基金(批准号: 13ZB0076)和成都信息工程学院科研基金(批准号: J201202, CRF201309)资助的课题.

摘要: 高功率微波在土壤中传播时, 会引起土壤击穿电离而导致土壤电阻率的非线性变化, 土壤电阻率的变化又将反作用于传播过程, 加剧高功率微波衰减, 影响其能量传输效率. 通过对土壤动态电离过程的分析, 结合Maxwell方程组构建了高功率微波土壤传播模型, 采用时域有限差分法对该模型进行数值验证. 数值结果显示了高功率微波在土壤中传播、衰减等物理图像, 以及土壤电阻率的非线性变化过程. 理论分析验证了这些数值结果.

English Abstract

参考文献 (15)

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