摘要：甚低频段由于低传播损耗特性,在远距离信号传输及军事通信方面有巨大潜力。传统天线庞大物理尺寸以及复杂网络匹配限制了低频天线通信的发展。磁电(ME)天线基于声波谐振原理可以突破尺寸极限且易于阻抗匹配,在甚低频段传输具有独特优势。基于此设计了P/T/P结构的发射天线和T/P/T结构的接收天线组成的新型ME天线系统。依据磁机电耦合模型分析天线在接收/发射电磁波时的规律;依据辐射模型研究近场范围内天线磁场分布情况;以声波介导激励,实现ME天线在甚低频段的发/收通信实验。实验得到在谐振频率下,ME发射/接收天线在压电占比分别在0.66, 0.34时,结构优化前较于优化后输出电压提升82.6%,通信距离提升42.2%;相较于同等尺寸电小天线辐射效率提高3个数量级;可实现传输速率为5bit/s的调制通信,依据结构优化实现了天线性能的提升。

摘要：声波式机械天线作为机械天线的重要类型之一,其谐振频率与固有频率高度耦合,而目前声波式机械天线受到材料尺寸限制,谐振频率较高,无法满足甚低频或更低频段的需求。为调控声波式机械天线的谐振频率,对声波式机械天线进行了振动建模,提出了增加单边固定约束、增加自由端质量和去除天线部分材料三种方法,并通过有限元仿真对所提方法进行了验证。结果表明,三种方法均能有效调控声波式机械天线的谐振频率,且与解析模型具有良好的一致性。通过应力分布研究了三种调控谐振频率方法对天线辐射的电场强度或磁场强度的影响,对声波式机械天线的设计具有重要参考意义。

摘要：为了有效解决涌潮检测中甚低频信号存在的失真问题,设计了一种基于压电水听器的甚低频前置放大电路,其在0.01 Hz~10 Hz频段内有稳定的频率响应,将其装配至水听器,测试灵敏度为-169 dB。提出一种基于甚低频水听器检测涌潮水压的方法,与检测水位跃变作为涌潮判断标准的方法相比,该方法具有实时性、全天候和低成本等优点。在钱塘江之江大桥进行涌潮检测实验,结果表明:涌潮到达前3 min,水听器有明显能量接收变化;对涌潮潮位进行动态测量,潮位测量时差在30 s以内。测量结果与江潮预报结果趋势吻合。

摘要：在地球中传播的地震波主要有体波和表面波,而表面波中Rayleigh波对建筑物造成的破坏最为强烈。针对Rayleigh波的振动控制,提出一种田字形超材料结构。相比于传统的地震超材料,这种超材料屏障是由外部口字形框体内部嵌套十字形柱体组成,形成4个可填充区域,其外部框体采用部分埋入的方式,具有高强度、强稳定性、填充方式灵活的特点。应用有限元法计算了田字形超材料的能带结构和传输特性,并通过分析带隙边界处模态振型可知,带隙的打开是由于柱体的局域共振。结合带隙机理可知,柱体结构中土壤填充量不同可改变柱体的质量,形成不同的谐振频率,产生甚低频带隙。为进一步拓宽带隙,设计研究了正、负梯度的质量填充方式,均可得到3.3~13.1 Hz甚低频宽带隙,在谐振频率范围内两者的隔震方式分别为Rayleigh波彩虹捕获和Rayleigh波到体波的转化。最后,采用EI-Centro地震波对填充屏障进行了时程验证,加速度最大幅值衰减超过80%,为地震超材料在减震隔震方面应用提供了新的设计思路和方法。

摘要：甚低频系留气球缆绳天线是机动式车载甚低频通信系统的重要组成部分.该缆绳在作为气球浮空平台系留缆的同时,还需兼具甚低频段电磁波的天线辐射功能.本文针对甚低频辐射天线的电气特性及物理特性,通过对天线关键参数的计算、不同风速下的缆绳姿态及辐射方向图的设计仿真,在工程上以光电复合系留结构形式进行实现.最终结合理论分析与全系统通信试验数据对甚低频系留气球缆绳天线的辐射效能做出了综合评估,验证了该天线设计的正确性与高效性,为国内甚低频辐射天线的相关研究积累了一定的经验与数据.

摘要：对半空间中机载甚低频双拖曳天线电磁辐射特性进行了研究.基于有限元算法建立了机载甚低频双拖曳天线半空间全波仿真模型,利用边界条件模拟了海面半空间环境,深入分析了海面半空间环境对于机载甚低频双拖曳天线辐射特性的影响,通过调整机载甚低频双拖曳天线长短比,优化了机载甚低频双拖曳天线的输入阻抗、辐射效率等设计参数,该研究结果与美国海空军发展中心公布的数据吻合较好,验证了研究结论的有效性和可信性,对机载甚低频双拖曳天线的设计及应用具有参考意义.

摘要：为满足海洋甚低频压力波动探测方面的需求,设计了一种基于压电元件的甚低频、低噪声的压电水听器。根据设计目标,对压电水听器进行了总体设计,包括压电元件的设计、结构设计以及前置放大电路的设计。利用Multisum仿真分析电路的频率响应特性,实现了传感器的甚低频响应设计;建立了传感器及前置放大器的En-In噪声模型,重点分析了比较电路中各种噪声源的贡献,通过对关键器件选型实现低噪声设计。对设计的甚低频压电水听器的灵敏度、本底噪声和频率响应特性进行了测量,结果表明:该水听器的频率响应范围为0.06 Hz^10 Hz,灵敏度为-166 dB。等效噪声谱级为150 dB@0.1 Hz,对比经典低频海洋环境噪声Holu谱,低于同频段海洋环境噪声谱级,设计的传感器具有一定的应用价值。

摘要：深海环境下,甚低频声场的空间分布特性和频率有关,明确其形成的物理机理是进行声呐系统设计、目标定位的基础。本文利用射线-简正波理论,分析了深海中不同频率的声场特性,研究表明:不同频率下波导中占主导地位的模态(声线)能量大小不同,这会导致声传播损失大小随频率变化而变化;不同频率下占主导地位的模态干涉周期(声线水平跨距)不同,这会导致声场的空间分布规律随频率变化而变化;声源深度不同,声场空间分布特性也不同。

摘要：本文简介用甚低频电磁法探测基岩地下水的原理和方法,并以两个实例予与阐明其应用效果。

摘要：为解决深水甚低频无线电接收中微弱通信信号难以检测的问题,设计具有优秀噪声性能的甚低频低噪声前置放大器。通过对放大器噪声匹配问题的深入分析,重点讨论了直流工作点选择、输入阻抗匹配、复合电磁屏蔽结构等关键技术点,大大降低放大器的噪声系数。考虑到放大器噪声测量的特殊困难,设计一套完整的测量方案和实施步骤。测试结果表明该低噪声放大器噪声系数达到1.71 d B,比经典放大器提高至少1.5 d B。