时域散射问题中近场—远场转换的新途径

本文针对散射问题时域近场－远场转换问题。探讨了两种新的算法。其一是采用Ｓｔｒａｔｔｏｎ－Ｃｈｕ散射场物积分表示式，由表面感应直接求时域散射远场。其二是采用拉氏变换和卷积的方法导出求解３－Ｄ和２－Ｄ时域散射远场形式上统一的公式。     

电离层时域散射与逆散射的数值模拟

采用具有四阶精度的时域有限差分法计算了电离层对时域脉冲的散射，然后应用小波变换求出了反射信号的时频分布。这一时频分布就相当于电离层的频高图。最后利用ＰＯＬＡＮ程序重建了重等离子体剖面，重建剖面非常接近原始剖面。     

N阶色散媒质的瞬态散射特性

本文提出了Ｎ阶色散媒质瞬态特性的时域分析方法，结合Ｚ变换对常规的时域有限差分（ＦＤＴＤ）法进行了修正，改进后的ＦＤＴＤ法能分析和与频率有关的电磁场问题，具有方法简洁、易实现等优点。为验证此方法的有效性和可靠性，对Ｎ阶色散媒质的反向系数进行了分析与计算，并与已知的解析结果进行了比较，同时，采用此时域方法对Ｎ阶色散媒质和导体覆盖Ｎ阶色散媒质散射场进行了计算和分析。     

色散媒质覆盖导电体的瞬时散射

本文提出了修正的时域有限差分法（ＦＤＴＤ）来分析计算色散媒质中瞬变场问题，并采用普郎尼近似法使时域卷积可转化为违推计算，是充分利用现代计算机技术解决时域和宽带电磁场问题的一种有效手段。同时运用此方法对色散媒质中及色散媒质覆盖的导体目标瞬时域散射场进行了计算和分析，直观可靠地反映了其特性，并与传统的（非色散）ＦＤＴＤ方法计算的结果进行了比较，差别是显而易见的，为此必须重视色散媒质对瞬变场分析的影响。     

二维散射问题的一个完整的时域解

本文研究了利用卷积直接求解瞬态散射远场的方法，得到二维散射问题完整的时域解，通过计算实例与严格理论解的比较，表明算法的正确性，评议中给出几种规则散射体的RCS和瞬态散射远场的计算结果。     

自由空间中二维电磁目标的时域非线性反演

提出一种基于电磁等效原理的一组积分方程，应用变分方法和傅立叶变换理论，得到了时域散射场与目标电磁参数之间非线性关系的频域表示式，即反演自由空间中二维电磁目标的时域非线性迭代方法的反演方程。列举了一些典型的数值反演实例，对反演性能进行了多方面的考察，指出本法是一种具有良好反演性能的时域非线性反演方法。     

基于细线散射的时域有限差分法

研究一种基于细线散射的时域有限差分法。利用该法可求解细线结构的电磁辐射及散射等问题，与传统时域有限差分法相比，该法处理细线结构更简单、有效。还利用该法研究了线天线电磁辐射、散射问题，并将结果与时域积分方程的结果进行了比对，取得了较好效果。     

拉曼散射分布式光纤温度传感器的设计

文章论述了基于反斯托克斯／斯托克斯比值的分布式光纤温度传感器系统，对其信号处理技术进行了全面而深入的研究。采用光时域后向散射技术来获取温度信息，并用时域信号数字积累平均方法来提高系统的信噪比，据此建立了分布式温度传感器。     

FDTD方法中的吸收边界条件

介绍并分析了时域有限差分中的吸收边界条件，对各种条件的应用进行了讨论，对时域差分技术的吸收边界条件进行了一定的总结和展望。     

多波段全极化微波散射计系统的设计与分析

基于先进的矢量网络分析仪，组建了一套用于地物后向散射特性测量的多波段（2－18GHZ）全极化散射计系统，本文对系统的硬件组成及软件设计给出了详细的介绍和分析，并根据绝对校准实验和实际测试结果对该系统的性能予以讨论。综合分析表明，利用矢量网络分析仪的时域门功能，合理选择设置参数，可实现地物散射系数的精确测量。     

Estimation of the volume and the size of a scatterer from band-limited time domain signature

An inverse scattering model, based on the time domain concepts of electromagnetic theory, is developed using the first five (zeroth to fourth) moment condition integrals to recover the Rayleigh coefficient and the next higher order nonzero coefficient of the power series expansion ink(wavenumber) of the target backscattering response. The Rayleigh coefficient and the other coefficient thus recovered are used to determine the dimensions and orientation of the object (with the ellipsoidal assumption for the object shape). The input data required for this coefficient recovery technique (CRT) are the object backscatter response to a band-limited pulse over a finite number of interrogating direction.     

RECONSTRUCTION OF ONE DIMENSIONAL MULTI-LAYERED MEDIA BY USING A TIME DOMAIN SIGNAL FLOW GRAPH TECHNIQUE

A novel inverse scattering method to reconstruct the permittivity profile of one-dimensional multi-layered media is proposed in this paper.Based on the equivalent network ofthe medium,a concept of time domain signal flow graph and its basic principles are introduced,from which the reflection coefficient of the medium in time domain can be shown to be a series ofDirac δ-functions(pulse responses).In terms of the pulse responses,we will reconstruct both thepermittivity and the thickness of each layer will accurately be reconstructed.Numerical examplesverify the applicability of this method     

Er/Yb共掺光纤脉冲放大器中的受激布里渊散射

为了精确模拟脉冲放大器中的受激布里渊现象,修正了脉冲光纤放大器中受激布里渊散射瞬态演变模型,建立了基于Er/Yb共掺双包层光纤中动态速率方程的受激布里渊散射的瞬态模型,同时包括了受激布里渊散射的信号光能量转移和反转粒子数消耗两个增益获得过程,采用有限差分的方法,分析了受激布里渊散射在高功率、低重复频率、窄脉冲光纤放大器中对输出脉冲信号单脉冲能量、峰值功率、频谱和时域波形的影响。搭建了两级放大的主振功率放大实验平台,利用重复频率为156kHz的调Q脉冲信号进行了高功率脉冲放大实验,得到了1.32W的平均功率输出,以及受激布里渊级联频谱和时域波形情况。结果表明,实验与理论分析相吻合,同时也验证了这个修正模型的正确性和有效性。     

UWB对CDMA和Bluetooth的干扰研究

文章从时域角度分析了影响UWB高斯脉冲频谱幅度的参数,在频域给出UWB对CDMA和Bluetooth(蓝牙)的干扰表达式,推断出影响干扰的因素为脉冲宽度和脉冲幅度因子,脉冲幅度因子的平方与干扰功率成正比,脉冲宽度的合理选择,使干扰降到最低。经仿真并根据UWB功率谱密度对其进行解释,提出减少干扰的建议。     

Time domain UTD-PO solution for multiple building diffraction for UWB signals

A time domain (TD) solution for the analysis of the multiple-diffraction is presented. This proposed solution is based on representation of the inverse Laplace transform of the corresponding frequency domain solution, as it is given by a hybrid of UTD-PO solutions. The TD results can be applied in pulse propagation analysis when multiple-diffraction has to be considered.     

混沌脉冲激光雷达水下目标探测

海水对光波的吸收和散射,严重制约了激光雷达水下目标探测的性能。通过对激光在海水传输过程中产生后向散射的定量分析,说明了激光回波信号被海水后向散射影响的严重性。分析比较了距离选通技术和强度调制技术抑制海水后向散射的能力,提出了使用自身具有高频强度调制特性的混沌脉冲激光进行水下目标探测,设计了基于相关法测距的混沌脉冲激光雷达水下目标探测方案。通过对后向散射光以及带有不同后向散射强度的回波信号光的时域和频域特性的研究,使用互相关噪声水平算法判定混沌脉冲激光雷达抑制海水后向散射的能力。理论仿真分析表明,当后向散射光强度是混沌脉冲激光强度36倍时,仍能提取出目标信号。     

全尺寸目标激光脉冲后向散射回波功率测定和建模

运用粗糙面散射、激光脉冲散射理论,结合复杂目标粗糙表面相关建模参数,建立用于计算全尺寸复杂目标激光脉冲后向散射功率的理论模型.实验测量一种空中缩比目标模型后向散射激光脉冲回波功率,获取该缩比目标激光脉冲后向散射功率随接受天顶角的变化曲线.比较理论建模与实验测量数据,分析实验误差,证明了该理论模型的正确性.将建立的理论模型进一步应用于计算非合作空间全尺寸目标的激光脉冲回波功率.计算结果能够预估空间目标的激光散射特征,解决一些关于空间目标激光脉冲光学特征工程的应用问题.     

Physical mechanism of "slow light" in stimulated Brillouin scattering

We show from analytical analysis of the basic stimulated Brillouin scattering (SBS) equations in the time domain that the SBS amplification process does not amplify an external Stokes pulse and therefore cannot induce group delay of the Stokes pulse as claimed in the literature. Rather, the delayed output Stokes pulse is the pump radiation reflected by the induced acoustic wave, the amplitude of which determines the rate of the amplification process and time delay of the pulse. The latter is predominantly a consequence of the SBS buildup process determined by the inertia of the acoustic wave excitation. Analytical solutions of the SBS equations in the frequency domain show that spectral broadening of the pump radiation leads to only negligible broadening of the SBS spectral bandwidth and so does not provide an effective means to achieve broadband pulse delay.     

COTDR散射信号相关特性的研究

在基于相干光时域反射计的分布式光纤温度与应变传感原理的基础上,对不同频率入射光的后向瑞利散射信号在频域上的相关特性进行了分析。用后向瑞利散射的离散模型来说明后向瑞利散射信号在传感光纤中传播的原理,用MATLAB软件对COTDR(相干光时域反射)过程进行了仿真和分析,对不同脉冲宽度的入射信号的功率及相关特性进行了分析研究。结果表明,输入脉冲宽度与频域相关带宽成反比,即传感位置精度与温度或应变精度成反比。     

1.06μm激光等离子体散射特性研究

利用波长为1.06μm、单脉冲能量约为500 mJ的脉冲Nd:YAG激光经焦距为300 mm的正透镜聚焦,使焦点处激光能量密度剧增而引起大气分子中的原子电离,在发生同波长激光散射和多光谱电磁辐射现象的同时,开展空间分辨光谱的探测,获得1.06μm脉冲激光经大气等离子体散射的空间分布情况。采用HR4000光谱仪对散射情况进行测量分析,通过计算机模拟计算得到等离子体对1.06μm激光散射的方向图,基于Mie理论解释了入射波长为1.06μm脉冲激光散射角与散射强度之间的关系。