用CCGM-FFT方法研究近场多体电磁散射

采用电磁场理论方法研究近场光学成像问题，通过将LippmanrrSehwinger积分方程（LISE）离散化，应用复共轭梯度法与快速傅里叶变换（CCGM-FFT）相结合的方法进行数值求解。数值模拟结果表明，近场光学成像表现为一种复杂的电磁场干涉现象，电磁场干涉的程度与样品的尺寸大小及样品间的间距有关，同时对采用P波和S波入射时所得出的样品形貌图像特点给予合理的解释，数值模拟的结果对实验分析具有参考价值。并且，与传统的矩量法（MOM）求解LSIE相比较，采用CCA3M-FFT有效地节约了计算机的内存和CPU的运算时间。     

基于物理光学法的近场多入多出雷达成像模拟

针对点目标扩展函数(PSF)不能有效分析复杂目标在毫米波近场多入多出(MIMO)雷达成像中的散射机理问题，研究了一种基于近场物理光学散射计算数据的毫米波MIMO雷达成像模拟方法。该方法利用近场物理光学方法，获得包含阵列构型和目标散射信息的近场计算数据，并通过近场MIMO成像处理器实现近场MIMO成像的全过程模拟。利用D波段“T”字型二维稀疏MIMO阵对复杂的三维目标开展了近场成像实验，仿真和实验结果表明，模拟结果与实际成像结果有很好的一致性。该方法能够分析近场MIMO成像系统的成像性能，为近场MIMO成像的阵型设计提供支撑，揭示复杂目标的近场散射特性与成像机理。     

利用球背投影法对理想导体目标成像

本文将ＣＴ原理和雷达转台成像原理引入到近场微波成像领域。作为ＣＴ中背投影响的推广，给出了球背投影的概念，进而提出了由散射近场重建理想导体目标轮廓的球背投影法及其实现算法，计算机模拟结果表明该方法是近场微波成像系统的一种有效方法。     

电流元近场照射下球体目标散射的解析解

得到了目标坐标系中电流元辐射近场的表达式,验证了该函数的正确性。在目标坐标系中将电流元的辐射近场、散射场等用球矢量波函数展开,利用球矢量波函数的正交性得到了展开系数并给出了其数值结果及物理分析。在天线近场照射下,得到了目标散射场的解析解,对所得结果进行了数值仿真,利用矩量法验证了结果的正确性。结果表明,天线近场照射目标时,目标上的电磁波为TE波和纵波,纵波是目标散射的主要因素,测量角θ对散射的影响较大。该方法可用于其他天线如相控阵天线等照射下目标散射以及目标电磁相互作用等领域的研究。     

SNOM和PSTM中对聚氯乙烯小球成像的比较

本文利用时域有限差分(FDTD)法,对聚氯乙烯(PVC)小球在透射式扫描近场光学显微镜(T-SNOM)和光子扫描隧道显微镜(PSTM)两种系统中的光场分布进行数值模拟比较.结果显示:SNOM中,激励为P偏振平面波时能较好地反映样品边沿的跳变,但X方向上干涉效应会对特定位置的样品成像起到强度调制作用;PSTM中,样品的近场强度分布能明显地反映样品形貌,但样品在X方向入射波的调制以及样品之间的反射波、散射波的干涉作用使得成像较为复杂.     

单脉冲寻向天线和目标的一体化仿真及测角误差分析

本文通过矩量法及其高效数值方法（MLFMA）对近距离目标--单脉冲收发天线的电磁互作用进行一体化数值仿真,定量研究了单脉冲天线的近场角度测量特性.在该近场模型中,目标散射近场的幅、相分布和同轴探针激励的喇叭单脉冲天线的辐射场（对应远场和波束）、接收端响应（对应远场差波束）均采用全波数值模拟获得.首先,计算单脉冲天线的辐射场并将其作为对目标照射的激励条件;接着,计算目标散射近场的空间分布;并计算出单脉冲天线所接收到的目标散射场;最后,使用幅值法和相位法计算出单脉冲天线近场测角角度,并在此基础上对近距离测角误差进行研究.在导弹目标算例中,将天线--目标一体化建模和天线口径面上散射近场的幅、相分布计算结果用于近距离条件下单脉冲天线测角误差的研究,并通过频率、距离的变化对测角精度做了对比分析;发现目标近场散射幅、相分布的非均匀性,是导致单脉冲天线近距离角度测量产生较显著的测角误差的主要原因;而频率较低时,测角误差较小.文中给出了物理解释,并提出近距离测向时借助于较低频信号的校正以降低测角误差的建议.     

激光引信目标近场散射特性研究

基于激光引信近场散射模型,采用波速分割技术来处理宽波束局部照射目标的散射功率的计算,提出一种激光近场散射仿真算法,并运用计算机仿真技术结合粗糙面光散射理论,模拟计算激光引信接收功率,计算结果与实际测量吻合的较好。     

用TLM法模拟二维三维电磁散射近场和远场

数值模拟二维等腰直角三角形导电柱体和三维方形导电柱体对高斯脉冲平面波的电磁散射近场和远场分布。数值结果表明在三角柱体的电磁散射近场中镜面反射并不明显,但在远场却非常明显并且成为最主要的散射方向。三维电磁散射的数值结果表明,二次辐射是电磁散射的主要机理,并且在多个导体目标情况下,各自的散射场将互相干涉形成总的散射场。     

一种完全映射近场成像方法

使用传统映射近场成像方法得到的目标像,其边缘存在位置偏差.本文提出了一种完全映射方法来矫正近场像克服了这一问题.利用驻定相位法,从成像公式推导出近场像映射关系.分别采用弧形映射方法、广义相干处理法(ECP法)、球面卷积反投影法(SBP法)及本文方法对近场点阵散射仿真数据进行成像处理,比较这几种种方法的成像效果及计算速度.从计算结果可以看出,完全映射法是一种高效的近场成像方法,可以准确得到近场像,同时又有较快的处理速度.     

直角坐标下正弦分布面电流元近场分析

本文从并矢格林函数的场方程出发,研究直角坐标下长方形电流元的场分布,分别给出考虑线电荷影响及不考虑线电荷影响两种民政部下用指数积分表示的严格近场表达式,指出该表达式同时适用于求解面元表面近场。     

三维大纵横比目标散射的快速精确求解

采用积分方程法严格求解三维大纵横比目标的电磁散射。在积分方程法的迭代求解中用快速我极子法（ＦＭＭ）加速矩阵与矢量的相乘计算,同时运用快速傅里叶变换（ＦＦＴ）进一步提高快速多极子方法中的转换预计算,数值结果表明：这种快速多极子法－快速傅立叶变换方法（ＦＭＭ－ＦＦＴ）特别适合于三维大纵横比目标的散射求解。     

一种GPS信号的快速捕获方法

提出了一种全球定位系统(GPS)信号捕获原理,详细介绍了基于快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)结合非相干累积的GPS信号捕获方法。描述了基于可编程门阵列器件(FPGA)的通过数字正交下变频、本地载波产生、部分匹配滤波、FFT分析、非相干累积和信噪比估计的具体实现过程。以实际GPS信号为例进行仿真,结果表明此方法可以满足高动态低信噪比环境下GPS信号快速捕获需求。     

用ADSP21161实现大点数FFT

介绍了数字信号处理器ADSP21161的主要特点,在此基础上实现了大点数FFT的运算.FFT运算是信号处理的重要内容,在工程实践中有广泛的应用.分析了FFT运算的存储量,在DSP片内资源有限的情况下,根据FFT运算的特点,混合利用按时间抽取和按频率抽取方法,解决了大点数FFT的实现问题.     

A combined full-wave BCG-FFT method for radiation of microstrip antenna arrays

A method of combining BiConjugate Gradient(BCG) with Fast Fourier Trans-form(FFT) to analyze the radiation of microstrip antenna arrays is presented, where the spatially discrete BCG-FFT for analyzing microstrip structure is used and the del operators on Green's functions are transferred from the singular kernel to the expansion and testing functions. The resultant equations are solved by using BCG method in which the matrix-vector product is evaluated efficiently with FFT. The calculated patterns are in good agreement with the measured data.     

Analysis of Millimeter Wave Scattering by the Infinite Plane Metallic Grating Using PCG-FFT Technique

In this paper, both fast Fourier transformation (FFT) and preconditioned CG technique are introduced into method of lines (MOL) to further enhance the computational efficiency of this semi-analytic method. Electromagnetic wave scattering by an infinite plane metallic grating is used as the examples to describe its implementation. For arbitrary incident wave, Helmholz equation and boundary condition are first transformed into new ones so that the impedance matrix elements are calculated by FFT technique. As a result, this Topelitz impedance matrix only requires O(N) memory storage for the conjugate gradient FFT method to solve the current distribution with the computational complexity O(N log N) . Our numerical results show that circulate matrix preconditioner can speed up CG-FFT method to converge in much smaller CPU time than the banded matrix preconditioner.     

解决频域干扰处理法能量泄露问题的方法研究

针对频域干扰处理法对窄带干扰进行处理时存在严重的能量泄露现象导致其对干扰的抑制能力大幅下降的问题研究对其的解决方案,采用时域和频域相结合的分析方法深入剖析能量泄露现象,以及加窗后有用信号的损失情况,在这个基础上利用加窗后进行重叠相加的方法同时完成对干扰能量泄漏现象的抑制和对有用信号的重构。仿真表明,这种方案可以大幅度地提高频域干扰处理法的干扰抑制效果。     

基于内点法的动目标检测滤波器组设计

雷达系统常采用基于快速傅里叶变换的方法实现动目标检测(MTD)滤波器组,其关键是通过加窗降低滤波器副瓣,但普遍存在加窗的结果使滤波器零点产生偏移,不能保证非零速滤波器在零频形成真正零点。文中基于窗函数的理想频率响应构造了简化的目标函数,以零频形成零点为约束实现滤波器峰值旁瓣电平比最大化,采用内点法求解该问题,并推导了窗函数系数的显式表达式。同时,引入了扰动因子,以保证迭代过程的收敛性。仿真表明MTD滤波器组满足地杂波抑制的需求,且峰值旁瓣电平为-41 dB。该方法为MTD应用提供了一种新思路。     

Solution to some electromagnetic problems using fast Fourier transform with conjugate gradient method

Using the fast Fourier transform (FFT) to compute the convolution integrals that appear in the conjugate-gradient method (CGM), an efficient numerical procedure to solve electromagnetic problems is obtained. In comparison with the method of moments (MM), the proposed FFT-CGM avoids the storage of large matrices and reduces the computer time by orders of magnitude.     

基于FFT相位差修正的伪码快捕方法

针对大频偏下高动态直扩接收机伪码捕获时间长的问题,提出了一种新的基于FFT相位精确估计频偏的改进方法。利用分段FFT频谱的相位差信息修正估计误差,以达到精确估计频偏的目的。理论分析和仿真结果表明,与传统的方法相比,该算法简单有效,具有较高的估计精度。