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。     

由近场测量确定目标空间散射特性的研究

本文谁了由平面近场测量确定目标散射特性的原理，导出了具体的计算公式，与其它测量方法相比，该法可以提取出目标散射特性的大理信息，对几种简单的目标模型进行了测量，所得到的背向散射图和不同方向来波照射目标的空间散射图均与理论计算符合良好，说明了方法的正确性和优越性。     

近场电磁散射特点及其对建模要求

介绍了近场电磁散射问题,从电磁散射角度阐释当前对近场特性认识上的分歧,分析近场电磁散射问题中局部照射与探测器及动态过程关联密切等特点.根据近场特点提出了对建模中目标模型、电磁算法以及计算特性类型等的一般要求,同时提出了一种基于基础近场散射问题与探测器去相关的建模方式,并针对典型弹载雷达探测情况,给出了近场动态散射建模中运动模型、天线模型以及动态采样等具体要求.     

一种隐身目标电磁散射特性的计算方法

针对空空导弹无线电引信,用广义的雷达有效散射截面(CRCs)描述隐身目标近场散射特性.对覆盖吸波涂层的目标,以组合的三角形平面单元拟合目标的几何外形.利用物理光学法和物理绕射理论[1]计算目标每一单元的散射场和绕射场.考虑目标上的二次反射,计算无线电引信接收天线径上的目标电磁散射场.无线电吸波涂层目标的反射系数采用迭代方法计算,其方法可适用于具有任何类型电磁参数涂层的目标.以长空靶机和靶5目标为例,计算了其近场散射特性,为无线电引信设计提供参考依据.目标近场电磁散射特性的计算方法适用于隐身目标和非隐身目标.     

自然地物激光散射特性的测量方法设计

对常用的比对测量法进行了分析,指出了该方法在测量自然地物激光散射特性时存在的问题。基于比对测量法原理,对测量方法进行了改进,设计了一种全向测量、转置比对的自然地物激光散射特性近场测量方法,提高了对该类型目标激光散射特性的测量效率和测量精度。     

近场散射与远场RCS的链条关系式

与远场RCS比较,近场散射问题更复杂、更普遍,且有重要意义。近场散射与远场RCS之间的关系是近场散射研究中的前沿课题之一。本文首先引用三天线概念,其次利用天线耦合公式及电磁场的互易定理导出简洁的链条关系式。最后利用线性系统理论中的基本概念对链条关系式作物理意义的解释。链条关系式在目标特性研究、远场和近场散射测量等方面有重要意义。     

一种近场条件下散射成像算法的研究

近场测量是散射特性测量方法中一个常用的方法。为了由散射数据得到待测目标的散射分布,提出了一种成像算法,并对一维目标进行了详细的推导。在对一维目标推导正确的基础上,对二维目标也进行了算法推导,从理论上验证了算法在二维空间的适用性。     

时域平面近场散射测量研究

时域平面近场散射测量是一种在近场区域进行散射测量的技术,可以有效地进行宽带的散射测量,具有超宽带测试、可以获得时域散射场、空间利用率高等特点,针对时域平面近场散射测量技术体系,在时域近场测量的理论基础上,提出了系统组建方案,论证了系统的可行性,开展了针对典型目标的验证测试,并对测量结果进行了初步的误差分析.证明了时域平面近场散射测量的有效性.     

电波传播与天线

0632368近场散射与远场RCS的链条关系式[刊,中]／何国瑜／／微波学报．-2006,22(4)．-1-4(E)与远场RCS比较．近场散射问题更复杂、更普遍．具有重要意义。近场散射与远场RCS之间的关系是近场散射研究中的前沿课题之一。本文首先引用三天线概念,其次利用天线耦合公式及电磁场的互易定理导出简洁的链条关系式。最后利用线性系统理论中的基本概念对链条关系式作物理意义的解释。链条关系式在目标特性研究、远场和近场散射测量等方面有重要意义。参9     

近场散射测量扫描范围及数据处理方法研究

根据双站近场散射测量的基本原理,以二维圆柱作为待测目标,对双站近场散射测量进行了计算机模拟。研究了有限扫描面与数据处理方式对双站近场散射测量结果的影响,总结了不同尺寸的目标所需的扫描面宽度、扫描面与目标的距离、可信角域及其测试精度间的关系,给出了一些有用的结果,证实了一种有效而可靠的近场数据处理方式,提出并论证了一条选择扫描面宽度的原则。     

一种基于随机散射簇的非平稳3D空间信道模型

针对大规模MIMO信道的近场效应和非平稳特性,该文提出适用大规模MIMO信道的一种基于随机散射簇的非平稳3D空间信道模型。采用抛物波前代替球面波前建模近场效应,并分析抛物波前条件下该模型的信道容量。对于大规模MIMO信道的非平稳特性,提出基于散射簇的有效概率确定收发天线阵元的有效散射簇集合,从而建模散射簇沿天线阵列轴的随机演变来合理描述散射簇的出现和消失。仿真结果表明,用抛物波前和有效散射簇的随机演变来建模大规模MIMO信道特征是很好的候选方法。     

求解目标地波散射特性的方法研究

本文把求解半空间散射问题的FDTD技术与地波传播理论相结合，研究任意复杂目标的地波散特性。入射地波设置在FDTD计算区域中的总场边界上并在散射场输出边界面上提取散射近场数据，然后利用等效及镜像原理，计算无地波衰减时的远区散射场，通过引入地波衰减因子，把该远区散射场转换为远区地波散射场，文中给出了方法验证例子以及一个较复杂目标的单站RCS计算结果。     

Enhanced localized near field and scattered far field for surface nanophotonics applications

The scattering physics of photons is traced back to Rayleigh scattering theory in 1871 and Mie scattering theory in 1908. However, the scattering near field and far field have recently emerged again as a new fundamental physics and innovative nanoprocessing technology in quantum electronics and photonic devices. An enhanced near field generated by plasmonic particles can concentrate optical energy into a nanoscale space as a nanolens even with near infrared laser pumping. This plasmonic nanophotonics extends the existing optical science to a new class of photonics inclusive of surface enhanced Raman scattering, nanoprocessing of advanced electronic and photonic materials, etc. The Mie scattering near field also opens up new fields. The Anderson localization of light in a planar random photonic crystal laser is also a new class of quantum electronics devices, where Slow Bloch Mode is scattered by artificial structural randomness in a photonic crystal. In this contribution we will review the recent efforts of our scattering photonics research, which have resulted in significant advances in the plasmonic surface photonics of near-field and far-field nano/micro photonics and the Anderson localization in random lasing.     

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。     

基于电矢量描述的大气偏振建模

现有理想情况下大气偏振建模回避了对散射过程的描述,无法扩展到实际模型.本文采用电场强度矢量描述光波,建立天球坐标系与东北天坐标系研究光的多点单次散射过程.利用两坐标系之间的转换关系计算参数,将单次瑞利散射分析方法应用于全天域.计算散射光电场强度矢量并处理,得到偏振度和偏振方向矢量来表征大气偏振信息.仿真实验表明该方法能够准确描述理想情况下大气偏振模式,且所得电矢量可以作为实际建模的参考数据,方法具有一定的扩展性和应用价值.     

基于分形结构的植被高阶相干散射模型研究

电磁波低频入射情况下,植被中散射体独立不相关的假设无效,此时应考虑散射体之间的相干效应以及近场互作用。该文提出一种基于分形结构的植被高阶相干散射模型,该模型利用分形理论生成近乎真实植被的3维几何结构,根据每个散射体的空间位置信息考虑了相干效应,应用互易定理计算了相邻散射体间高阶互作用,结合非相干的分层模型中后向散射机制划分方式,给出了各项散射机制的表达式。与机载合成孔径雷达实验数据对比,验证了模型的准确性。在针叶林仿真参数下,分析了各项散射机制对总散射效应的贡献与入射频率、角度、植被结构的关系,结果表明,低频入射条件下,稀疏植被散射模型可进一步简化从而应用于参数反演中。     

General reflection rule for electromagnetic multipole fields on aplane interface

The general rule for reflection of a vector 2'-pole field on a plane interface between two media of different dielectric properties is established starting from the expansion of the spherical multipole field as a linear combination of inhomogeneous vector plane waves. In fact, by considering vector multipole fields that satisfy the radiation condition at infinity we are able to define a matrix that effects their reflection on the plane interface. Such a matrix can also be used to reflect a superposition of many 2'-pole fields and so can be useful to describe the effect of a plane surface near to a specified source or to a scattering particle     

改进的FDTD法分析研究无限长导体柱上棱边TM散射之间的相互影响

本文用改进的ＦＤＴＤ法（时域有限差分法）分析研究了带有棱边的无限长导体柱ＴＭ散射问题，以长方形导体柱为例，对棱边附近ＴＭ散射电流之间的相互影响进行了计算，数值计算结果表明棱边散射电流之间的相互影响比较明显，在近场问题中应特别予以考虑。在导体桂边附近的网格点上将近似场解直接引入差分方程，对ＦＤＴＤ方法进行了改进。同时本文对棱边周围的近场进行了分析计算，得出了棱边用导电劈近似处理的一些相关条件。