球面电磁波斜入射建筑物内场的数值分析.pdf

在当今信息时代，电磁波作为通信技术的关键载体，其传播特性的研究对于通信网络的建设和优化至关重要。随着城市建筑物的高密度和多样化，电磁波在复杂环境中的传播问题变得尤为复杂。《球面电磁波斜入射建筑物内场的数值分析》这篇论文针对球面电磁波在建筑物内部空间的传播特性进行了深入探讨，使用时域有限差分（FDTD）方法对球面波与平面波在建筑物内的传播差异进行了数值模拟分析，为理解复杂电磁环境下的电磁波传播提供了重要的参考。 论文中，作者曹学军、马弘舸和叶宏首先构建了与建筑物外形相匹配的球面波场源，模拟了球面电磁波在真空中的辐射传播特性。这为后续分析球面波斜入射建筑物时的内场分布打下了基础。在此基础上，研究团队采用FDTD方法，计算了球面波和平面波以一定角度斜入射至多层多单元建筑物时，内部各房间不同水平面上的电场强度。通过对比分析，研究揭示了两种不同波源对建筑物内部电磁场分布的影响差异，为电磁脉冲在近场和远场对建筑物内部空间电磁场分布的影响提供了更为精准的认识。 研究表明，在电磁波传播方向上的窗户房间内部区域，由于电磁波易于渗透，场强表现出较强的特征。而在其他区域，尤其是大空间内部，球面波由于波源距离建筑物的差异性影响，在近场传播时相对于平面波显得较弱。这一发现对于理解在复杂建筑物结构中如何进行电磁屏蔽和衰减具有指导意义。 进一步的研究还涉及了球面波近场源的构造设置，以及球面电磁波在建筑物内的传播和墙体透射等问题。通过对时域的深入分析，研究团队探讨了最大值场强的空间分布，这有助于在设计和规划阶段预测和控制建筑物内部可能出现的高场强区域，对于减少电磁波对人体的危害和保障电磁设备的正常运行具有重要作用。 从实践意义上来看，这项研究为城市电磁环境的规划、电磁兼容设计以及灾害防护等方面提供了重要的技术支持。随着城市电磁环境的日益复杂，建筑物内部电磁环境的优化成为了不可或缺的一部分。通过理解球面电磁波的传播规律，工程师和技术人员可以在设计阶段就考虑到电磁波的传播特性，从而设计出既符合功能需求又具有良好电磁兼容性的建筑物，提升通信网络的稳定性和安全性。 这篇论文通过对球面电磁波斜入射建筑物内部电磁场分布的数值模拟分析，揭示了球面波与平面波在建筑物内部传播特性的差异，为复杂电磁环境下的电磁波传播提供了理论依据和技术指导。其成果对于城市空间的电磁环境管理和电磁安全具有深远的影响，是城市规划和通信技术领域不可或缺的重要研究。