Author Affiliations
Abstract
State Key Laboratory of Information Photonics and Optical Communications, Beijing University of Posts and Telecommunications (BUPT), Beijing 100876, China
A concept of divergence angle of light beams (DALB) is proposed to analyze the depth of field (DOF) of a 3D light-field display system. The mathematical model between DOF and DALB is established, and the conclusion that DOF and DALB are inversely proportional is drawn. To reduce DALB and generate clear depth perception, a triple composite aspheric lens structure with a viewing angle of 100° is designed and experimentally demonstrated. The DALB-constrained 3D light-field display system significantly improves the clarity of 3D images and also performs well in imaging at a 3D scene with a DOF over 30 cm.
3D light-field display depth of field divergence angle of light beams compound lens 
Chinese Optics Letters
2024, 22(1): 011101
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院 高性能数值模拟软件中心, 北京100088
2 北京应用物理与计算数学研究所, 北京100088
针对接收机射频前端在电磁脉冲环境作用下的电磁损伤过程模拟问题,以超短波接收机为具体研究对象,基于超外差式接收机电路功能模型,采用Verilog-a和SPICE网表联合建模方法,建立了射频前端低噪声放大器(LNA)电磁脉冲效应仿真模型(Extended LNA Model),并通过S参数仿真和瞬态仿真验证了LNA电磁脉冲效应模型具备正常功能仿真能力;为验证该模型的电磁脉冲损伤模拟能力,以标准电磁脉冲波形作为激励,以偶极子天线作为简化的天线前门耦合通道,在不同强度电磁脉冲作用下,接收机中频电路信号输出表现出了无影响、干扰、损毁的电磁脉冲效应过程,说明了建模方法的有效性;最后以EMP-天线耦合电压峰值作为阈值指标,分析得到了超短波接收机不同电磁脉冲效应等级对应的电压峰值阈值数据。
电磁脉冲效应 射频前端 低噪声放大器 高空电磁脉冲 electromagnetic pulse effect RF front-end low-noise amplifier high-altitude electromagnetic pulse 
强激光与粒子束
2021, 33(12): 123016
王卫杰 1,2,3赵振国 1,2,3,4胡少亮 1,2李瀚宇 1,2,3周海京 1,2,3,*
作者单位
摘要
1 中物院高性能数值模拟软件中心, 北京 100088
2 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
3 中国工程物理研究院 复杂电磁环境科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
4 复旦大学 专用集成电路与系统国家重点实验室, 上海 201203
目的是研究高性能的电磁场仿真软件,对真实的芯片-系统电磁脉冲耦合过程进行高分辨率、高置信度的电磁仿真。研究重点是针对多尺度问题,突破算法的并行计算瓶颈。基于自主软件平台快速研发出仿真软件,在高性能计算平台上完成对真实复杂问题的全波电磁仿真。通过对某真实机箱内部芯片的电磁脉冲耦合仿真分析,验证了本文提出的算法的高性能、高效率的特性。
芯片-系统 电磁脉冲 多尺度 有限元方法 并行计算 chip-system electromagnetic pulse multiscale problem finite element method parallel computing 
强激光与粒子束
2021, 33(12): 123015
作者单位
摘要
1 中物院高性能数值模拟软件中心, 北京 100088
2 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100088
3 中国工程物理研究院 复杂电磁环境科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
强电磁脉冲环境下的平台-机载天线一体化耦合计算属于典型多尺度时域电磁计算问题,采用传统的FDTD方法数值模拟时,由于精细结构的存在导致网格量巨大,计算效率低下。介绍了一种将非均匀FDTD方法与细导线FDTD方法以及多网格集总元件FDTD方法相结合的时域混合方法,能够有效降低计算开销,结合并行计算技术,快速计算得到天线端口上耦合产生的瞬态电压和电流响应,并将该方法成功应用于无人机平台-天线一体化前门耦合数值模拟中。
强电磁脉冲 电磁环境效应 平台-机载天线一体化数值模拟 细导线 集总元件 electromagnetic pulse electromagnetic environmental effect platform antenna integrated coupling thin wire lumped element 
强激光与粒子束
2021, 33(12): 123017
作者单位
摘要
1 中物院高性能数值模拟软件中心, 北京 100088
2 中国工程物理研究院 复杂电磁环境科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
3 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
电磁脉冲区域传播数值模拟是电磁环境效应分析的重要环节, 面临空间尺度巨大、多辐射源、复杂地貌等技术挑战。本文介绍了三维时域全波电磁模拟并行软件JEMS-FDTD的研制进展。在大规模并行计算FDTD方法的基础上结合自适应网格技术, 研制了一种适应于大区域电磁脉冲传播的高效时域全波计算方法。并基于该技术实现了千km2级城市电磁脉冲区域传播的数值模拟, 获取了全空间的时域电磁场信息, 验证了软件在电磁脉冲区域传播仿真应用中的可行性。
时域有限差分方法 电磁脉冲 区域传播 自适应网格 数值模拟 FDTD EMP regional propagation adaptive mesh refinement numerical simulation 
强激光与粒子束
2019, 31(10): 103213
钟龙权 1,2,*赵刚 1,2马弘舸 1,2鲍献丰 1,3,4[ ... ]吴欢成 2,3
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院复杂电磁环境重点实验室,四川 绵阳621999
2 中国工程物理研究院应用电子学研究所,四川 绵阳621999
3 中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心,北京 100088
4 北京应用物理与计算数学研究所,北京 100094
高强度辐射场(HIRF)防护逐渐受到重视,并成为飞机设计和机载设备装机的必要条件。其中,整机HIRF电磁耦合仿真及低电平耦合测试验证是飞机HIRF安全性验证的最重要途径。数值模拟中为节约计算资源,采用了平面波/球面波、归一化输入等理想条件。介绍了与仿真条件可比拟的验证测试方案设计过程,包括测试系统组成、测试参数选择及测试条件设置;并阐述了保证测试准确性前提下收发系统的自动化测试策略及实现。实验表明,该测试系统及方案有效满足了整机HIRF仿真的验证测试需求,仪器控制及测试自动化大大提高了验证测试效率。
校验测试 方案设计 测试自动化 高强辐射场 整机级 verification test planning test automation High Intensity Radiation Field aircraft-level 
太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(6): 1033
作者单位
摘要
1 中物院高性能数值模拟软件中心, 北京 100088
2 中国工程物理研究院 复杂电磁环境科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
3 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
4 中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
高强辐射场防护逐渐受到重视,并成为飞机设计和机载设备装机的必要条件。将自主研发的大规模并行三维时域全波电磁模拟软件JEMS-FDTD应用于飞机高强辐射场(HIRF)仿真。数值模拟中为保证计算精度,采用了非均匀网格及共形网格技术。根据实验条件,平面波近似与实验条件差异较大,需考虑天线近场效应,故构建了球面波等效源。给出了平面波近似及球面波近似下的仿真结果与实验结果的对比,结果显示,球面波近似与实验结果更加吻合。在完成数值模拟的基础上,采用PFC方法对仿真结果与实验结果的吻合度进行了评估,评估等级与欧盟HIRF-SE项目定级相当。
域有限差分方法 高强辐射场 球面波 近场效应 FDTD high intensity radiation field spherical wave near field effect 
强激光与粒子束
2017, 29(10): 103204
王玉文 1,2,*董志伟 2,3李瀚宇 2,3周逊 3,4
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院 研究生部, 北京 100088
2 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
3 中国工程物理研究院 太赫兹研究中心, 四川 绵阳 621900
4 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
利用太赫兹大气传输衰减模型, 比对太赫兹时域光谱系统的实验结果, 结合最新的HITRAN数据库, 发展了一个适用于纳米尺度的太赫兹信道分析模型。提出了一个0.1~5 THz宽的信道, 分析了此信道在纳米尺度的传输损耗和最大传输数据率。研究结果表明, 在纳米尺度0.1~5 THz宽的信道的传输数据率达几百Gbit/s, 随着天线增益等硬件性能的不断提升, 信道的最大传输数据率将达Tbit/s, 此研究对于纳米器件之间的快速、大数据量的信息共享具有重要的参考价值。
太赫兹 大气传输 吸收衰减 太赫兹时域光谱 纳米网络 最大传输数据率 terahertz atmospheric propagation absorption attenuation terahertz time-domain spectroscopy nanonetworks maximum transmittable data rate 
强激光与粒子束
2016, 28(6): 064128
王玉文 1,2,*董志伟 2,3周逊 3,4李瀚宇 2,3
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院 研究生部, 北京 100088
2 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
3 中国工程物理研究院 太赫兹研究中心, 四川 绵阳 621900
4 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
基于宽带太赫兹(THz)波的短距离宽带高数据率无线通讯是可行的。利用THz波大气传输衰减模型和经验的水汽连续体吸收,结合HITRAN数据库,发展了在THz频段电磁通信的一个新的传输模型,形成了对宽频THz波在地表真实大气中水平传输衰减、路径损耗和信道容量的数值模拟能力;提出了100~900 GHz频段的五个可行的通信信道。相比低于100 GHz的无线通信频带,虽然这五个信道具有的更大的自由传输衰减损耗,以及大气分子和水滴吸收衰减降低了通信数据率,但通过增加发射和接收天线增益,仍然可以在短距离实现THz低频带尤其是100~500 GHz的高数据率无线通讯。
太赫兹 大气传输 连续体吸收 太赫兹无线通信 通道容量 terahertz atmospheric propagation continuum absorption THz wireless communication channel capacity 
强激光与粒子束
2016, 28(3): 033102
作者单位
摘要
1 北京应用物理与计算数学研究所,北京 100094
2 中国工程物理研究院 研究生部,四川 绵阳 621999
3 中国工程物理研究院 微系统与太赫兹研究中心,四川 绵阳 621999
基于修正的Van-Vleck Weisskopf(VVW)线型,辐射传输色散理论和水汽连续体吸收模型,结合HITRAN数据库,建立了太赫兹(THz)波大气传输衰减和色散模型,并与毫米波传播模型(MPM)的结果进行了对比分析。加入新的天顶分层方法,形成了对宽频THz波在真实大气中纵向传输吸收衰减和色散的数值模拟能力。研究了不同传输距离下THz波大气分层传输衰减与色散特性、340 GHz和410 GHz窗口特性。研究结果表明:340 GHz和410 GHz大气窗口垂直传输10 km以上,衰减分别低于25 dB和45 dB,群速色散很低,相位变化在0.01个量级,信号传输失真度小。
太赫兹 大气传输 连续体吸收 吸收衰减 分层传输 terahertz atmospheric transmission continuum absorption attenuation layered propagation 
太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(1): 1

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