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World File Search System磁偶极子
第 21 课：第 28 章 (7-8) – 磁偶极子
磁场会对载流环路产生扭矩。如果我们再添加 N 个环路，扭矩会更大，因此 τ = Nτ ′ = NiBA sin θ 其中 A = ab 是环的面积。扭矩会尝试使环的 ⃗n 与外部 ⃗ B 对齐，就像电偶极子一样，因此我们将它们称为磁偶极子。这种对齐也就像条形磁铁一样。我们可以用其磁偶极矩 ⃗µ 来描述任何电流环路。⃗µ 的方向与法向矢量 ⃗n 相同，其大小为 µ = NiA 。外部磁场中的磁偶极子会感受到一个扭矩，该扭矩使偶极矩与场对齐：τ = µB sin θ 与电偶极子一样，存在一个基于偶极矩和场之间角度的定义势能。 U (θ) = − ⃗µ · ⃗ B 与电偶极子一样，势能的变化意味着环的旋转能量增加或减少。当偶极子与外部场对齐时（它们“希望”与场对齐），它们的最低能量为 − µB。当它们与场反向平行时，它们的最高能量为 + µB。
印度理工学院鲁尔基分校学术事务处
4. 典型散射问题：散射问题的定义、斯托克斯参数、穆勒矩阵、相函数、散射和吸收效率、消光、光影定理、平面波展开、球面谐波、电磁多极子、均匀球体的米氏系数、电偶极子和磁偶极子以及孤立球体的定向散射、瑞利散射、瑞利-甘斯近似、导体和电介质圆柱体的平面波散射。
磁力仪和电磁感应传感器在未爆炸弹药探测中的应用
摘要。本文介绍了未爆炸弹药 (UXO) 在磁化过程中的物理模型和磁偶极子模型的公式推导。介绍了磁强计和电磁感应传感器在 UXO 检测中的应用。磁强计介绍了CS光泵海洋磁强计的全场测量技术和MagSTAR(Magnetic Scalar Triangulation and Ranging)梯度探测技术；电磁感应传感器介绍了Geophex公司和Geonics Ltd.的工作原理和目前流行的产品型号；美国海军研究实验室的MTADS(多传感器拖曳阵列探测系统)探测UXO的方法比较了与美国海军研究实验室目标识别方法的差异。
等离子球的光线向前散射
有效和宽带向前散射对于元原子来说是重要的。强的竞争者包括具有定制多极含量的胶体纳米镜，以达到抑制后散射的适当干扰。我们考虑了由一百多个银纳米斑点组成的密集的等离子球。数值模拟提供了对多极矩在散射行为中起作用的作用的充分理解。它们是使用乳液干燥制造的，并具有光学特征。在整个可见范围内证明了强度和有效的前向散射。具有相等振幅和相位的电和磁偶极子共振。这种等离子球可以用作底部跨表面应用的元原子。
立方体卫星越来越多地被指定用于要求精确指向和稳定性的天文和地球观测任务
立方体卫星越来越多地被指定用于要求严格的天文和地球观测任务，在这些任务中，精确指向和稳定性是关键要求。立方体卫星很难达到这样的精度，主要是因为它们的转动惯量很小，这意味着即使是很小的干扰扭矩，例如由剩磁矩引起的扭矩，也会对纳米卫星的姿态产生重大影响，当需要高度的稳定性时。此外，硬件在功率、重量和尺寸方面的限制也使这项任务更具挑战性。最近，萨里大学开展了一项博士研究计划，以研究立方体卫星的磁特性。研究发现，通过良好的工程实践，如减少使用导磁材料和最小化电流环路面积，可以减轻干扰。本文讨论了纳米卫星干扰的主要来源，并介绍了一项调查和简要介绍磁性清洁技术，以最大限度地减少剩磁场的影响。它的主要目的是为立方体卫星社区提供指导，以设计未来具有改进姿态稳定性的立方体卫星。然后，我们介绍了迄今为止对立方体卫星和纳米卫星的残余磁偶极子测定新技术的发现。该方法通过在航天器上实施八个微型三轴磁力仪网络来执行。它们用于在轨道上实时动态确定航天器的磁偶极子的强度、方向和中心。该技术将有助于减少磁干扰的影响并提高立方体卫星的稳定性。开发了一个软件模型和一个使用八个通过 Raspberry-Pi 控制的磁力仪的硬件原型，并使用 Alsat-1N 立方体卫星的吊杆有效载荷和为验证目的而开发的磁空心线圈成功进行了测试。引用本文：A. Lassakeur、C. Underwood、B. Taylor 和 R. Duke，《立方体卫星和纳米卫星的磁清洁度计划以提高姿态稳定性》，《航空航天技术杂志》，第 13 卷，第 1 期，第 25-41 页，2020 年 1 月。
用于车辆跟踪的分布式磁传感器系统 - HEU
摘要 — 提出了一种基于分布式磁传感器磁异常检测的新型车辆定位与跟踪方法。首先，利用总磁场，本文提出了一种不受旋转振动影响的总场匹配 (TFM) 方法来执行目标定位。我们不直接反转非线性磁偶极子方程，而是使用 TFM 方法来找到次优目标位置，然后应用线性卡尔曼滤波器跟踪目标。因为目标动力学与定位方程之间是线性关系。通过模拟进行案例研究，得出估计轨迹 (d, ϕ) = (70.8 m, 44.9°)，该轨迹与实际轨迹 (d, ϕ) = (70.5 m, 45°) 非常吻合。对于车辆跟踪，户外实验结果显示基于四种不同的传感器网络配置的估计精度较高。
用于估计传入电磁波到达方向的双波段矢量传感器
I. 引言 无线电测向仪 (RDF) 的目的是估计电磁 (EM) 源辐射的入射波的到达方向 (DoA)。RDF 可用于国防以及民用应用，如射电天文学、导航系统和救援设备 [1]。为了估计传入 EM 场的 DoA，通常使用由传感器天线的空间分布 [2] 或传感器的极化分集 [3] 产生的空间相位分集。也有人提出将这两种众所周知的方法结合起来，以提高 DoA 估计的准确性 [4]–[10]。基于空间分集的 DoA 估计包括使用单极化分布式元件阵列测量传入的 EM 场，而极化分集的使用则基于使用由六个天线组成的矢量传感器（例如三个正交电偶极子和三个正交磁偶极子）测量 EM 场分量 [11]。然而，根据 [10]、[12]–[18]，仅测量三个 EM 场分量似乎足以精确估计
军用车辆的磁性检测和跟踪
磁传感器可以检测含有铁磁材料的目标，因为它们会扭曲地球磁场。物体的磁场可以表示为多极级数展开。由于不存在单个磁荷，最低阶是偶极子，其衰减率为 1/r3。高阶多极子衰减的距离幂相应更高。对于大于最大目标维度阶的测量范围，偶极矩主导信号，定位和表征目标的问题变成了定位磁偶极子并测量其矩矢量的问题。在未知位置定位具有未知特征的目标需要确定六个未知数。三个未知数代表目标的位置，另外三个代表其磁矩矢量。检测和表征（就磁矩而言）不能分成不同的问题，而必须同时完成。对目标特征（例如，预先了解目标类型）或目标位置（例如，预先了解目标路径）应用不同的约束可以稍微降低问题的维数。在本文中，我们展示了无约束检测、定位和表征问题的结果。