高精度光学抛物面面形参数计算新方法

鉴于当前光学抛物面面形参数计算模型的复杂性，为解决直接基于抛物面的有限元分析数据，获取高精度抛物面面形参数的计算问题，提出了一种新的光学抛物面形参数计算方法。首先，提出了光学抛物面有限元离散误差的概念，并对其消除技术进行了研究，这也是高精度算法的关键数据处理环节；其次，采用刚体位移数据处理算法分离了抛物面面形的刚体位移与面形畸变位移；最后，采用最优化设计算法获取了抛物面面形均方根等参数计算所需的基础数据。在对抛物面面形参数计算方法研究的基础上，讨论了其算法实现，并对算法程序的正确性进行了校验。校验结果表明:高精度抛物面面形参数计算方法计算精度高，算法校验误差在6%左右，该算法精度能够满足工程需求；为外部热力载荷作用下，光学面形参数的高精度计算提供了新的技术参考。     

旋转抛物面共形阵单元互耦的计算

本文根据微分几何原理，从广义费马原理出发，得到了旋转抛物面上短程线的解析式，避免了数值方法射线寻迹的复杂性，运用一致几何绕射理论（ＵＴＤ）导出了互耦的表达式，并用近似方法进行了数值计算，得出了有用结果这对旋转抛物面共形阵的分析是很重要的。     

任意空间位置雷达天线反射面拟合与评定技术

为测定空间一任意放置的抛物面形状的天线反射面及其形变量，提出了基于天线表面离散点坐标进行抛物面拟合及其误差评定的方法。论述了运用Jacobi变换方法来处理系数相关性问题，并探讨了将通用系数形式转化为标准旋转抛物面方程的方法，从而求得抛物面在空间的位置、方向和大小。阐述了一种新颖的基于迭代思想的抛物面误差评定方法。实验结果表明该方法拟合精度可达0．1％，适用性广。     

光滑曲面上测地线射线寻迹算法及爬行波计算

提出了一种光滑凸曲面上的一致性几何绕射理论(UTD)爬行波射线寻迹算法,该算法结合泰勒级数,并根据测地线的相关性质,使用计算几何方法对暗区爬行波射线进行寻迹;在参数曲面片上根据测地线性质求解爬行波轨迹点,并对爬行波在任意一点处的测地曲率进行计算,结果准确度高。最后使用该算法结合UTD方法计算二维圆柱的散射场,得到的结果与级数解吻合,验证了本文算法的有效性,扩展了UTD方法在实际工程中的应用。     

共形相控阵天线方向图综合

交替投影法灵活性强,效率高,且其收敛也非常好,尤其是在大型阵列天线的方向图综合中。文中给出了改进的交替投影法的计算步骤,并将该方法成功地应用于旋转抛物面(GPOR)上的2个共形相控阵天线的方向图综合。研究表明,该方法对共形相控阵天线的方向图综合适用且高效。     

探照灯反射镜的设计与应用

介绍了抛物面反射镜的光学特性,叙述了抛物面反射镜的设计要求.围绕抛物面反射镜的大小、形状、抛物面特性及光源与焦点位置的相对关系进一步探讨了反射镜的参数设计、光通量的计算及工艺设计的基本方法,提出了反射镜与光源匹配应用的设计思想.     

抛物面反射角分布解析与应用探讨

首先简要回顾了获得平行出射光的反射曲面的求解过程,给出了一种实用解的形式,提出抛物面反射的簇投射机制,并详细分析了实际辐射经抛物面反射后的出射光的偏移特性及偏移量分析、计算方法。接下来给出了应用中给定距离上的投射照度的一种理论表示方法和抛物面参数的一种确定方法。最后分析了抛物面在实际应用中的局限性,指出有源光学系统的优化设计统筹源设计在内的重要性。结束部分给出了一种潜在的实际应用方向。     

用UTD方法分析电大导体表面上缝隙天线间的互耦

采用一致性几何绕射理论(UTD)结合互易定理准确分析了复杂电大导体表面上缝隙天线间的互耦。UTD是高频方法，对于解决电大系统问题十分有效。本文用UTD方法计算了电大导体圆柱面上缝隙天线间的互耦，与已有文献结果吻合得很好，对实际工程有一定的指导意义。     

用MOM-UTD混合方法计算共形天线阵单元间的互耦

采用矩量法(MOM)结合一致性绕射理论(UTD)来计算共形天线阵单元间的互耦。这种混合方法通过UTD来修正MOM中的广义阻抗矩阵将理想导体曲面对天线的影响考虑在内。克服了单独采用这两种方法的缺点。既减少了计算量又达到了一定的精度。计算结果与文献中已有的结果吻合得相当好。     

并行UTD算法及在机载天线分析中的应用

要实现对复杂环境的EMC分析,最大的障碍是计算量过大,耗时太长.本文提出MPI结合UTD的并行算法,实现了大型复杂飞行器机载天线的方向图特性分析.数值结果表明,并行UTD算法可以大大节省计算时间.这一方法为在小型机系统下实现大型EMC分析软件提供了坚实的基础.     

椭球面上缝隙天线间互导纳

本文以微分几何为基础，运用短程线常数和ＵＴＤ公式，首次分析计算了一般椭球面上矩形缝隙天线间互导纳，并给出数值结果。     

有限长金属圆锥柱侧微带天线辐射特性计算

本文应用一致性几何绕射理论(UTD),导出了有限长金属圆锥柱侧微带天线三维辐射场和增益的计算公式.这些公式同样适用于有限长金属圆柱和圆锥.应用上述公式计算了锥侧微带天线及其排阵的任意平面方向图和增益,并与实测结果进行了比较.两者吻合良好.     

三维机翼前缘影区爬行波RCS研究

分析了三维机翼前缘影区的爬行波散射机理,建立了前缘影区爬行波的雷达散射截面(RCS)计算模型.根据光滑凸曲面的一致性绕射理论(UTD)给出爬行波的后向散射远区电磁场计算公式,按RCS定义计算爬行波散射贡献.采用微分几何原理分析任意凸曲面上的爬行波短程线特性,根据爬行波在光滑凸曲面上的短程线测地曲率为零的条件,给出一种三维机翼表面短程线计算方法.对三维机翼前缘爬行波进行计算和测试,并计算分析不同机翼参数对前缘影区爬行波的影响.计算结果和测试结果吻合良好,表明该方法计算爬行波RCS快捷有效,可应用于工程分析.     

应用NURBS-UTD方法分析受扰方向图

 本文研究基于任意曲面建模的UTD方法,引入NURBS曲面建模技术对电大尺寸目标建模,给出了NURBS-UTD方法中反射射线场以及表面绕射射线场的数值求解方法。与曲面有关的具体参数,根据微分几何的基本原理结合参数曲面定义使用各种数值方法进行处理,对线积分使用定义展开。针对实际当中任意几何造型的电大尺寸平台的电磁特性分析,本文方法不仅能够处理初等解析曲面,也能够处理任意弯曲的曲面模型,并且不需要消耗大量计算资源又提高了建模精度,文中给出实例进行说明。     

NURBS-UTD方法的反射射线寻迹算法研究

针对目前的UTD方法无法处理任意弯曲模型这一缺陷,该文将CAGD中广泛使用的NURBS曲面建模技术与计算电磁学中广泛使用的UTD方法相结合,讨论了NURBS-UTD方法的反射射线寻迹算法.该算法可应用于包括UTD方法中典型的柱、锥在内的任意曲面上,数值结果表明了算法的有效性及实用性.     

源在曲面上的NURBS-UTD方法的爬行波射线寻迹算法研究

辐射源位于凸曲面上的一致性几何绕射理论(UTD)在分析设计电大尺寸平台上天线的应用广泛,本文给出了一种源点位于任意光滑凸曲面上的UTD爬行波射线寻迹算法,使用数值的微分几何方法对暗区爬行波射线进行寻迹.对目标模型引入非均匀有理B样条(NURBS)曲面进行建模,这使得UTD方法可以应用于以往板、柱、锥模型以外的任意光滑曲面模型.本文算法可应用于任意曲面上,数值结果表明了本文算法的有效性及工程适用性.     

Improvement of the UTD formulation for diffraction of anelectromagnetic wave by a dielectric wedge

An improvement of UTD diffraction coefficient for the case of a lossy dielectric wedge when a transmitted ray exists is presented. Two new terms are elaborated which are added in the classical UTD diffraction coefficient, so that the continuity of the total field is obtained. The result is compared with a numerical method based on FDTD     

A hybrid method for computing the scattered fields from complexstructures

A new hybrid method that removes typical discontinuities and singularities of UTD solutions is described and applied to scattering by complex structures. The scattered fields from the structure are first computed on a surface S enclosing it. Then these fields are used to compute an equivalent set of electric and magnetic currents, which are then used to find the scattered fields from the structure. This method can extend the ability of available UTD computer codes to solve for the scattered fields from structures that need special treatment and are nor solvable through direct UTD means. Good agreement is shown between this new hybrid method and moment method results as well as measurements     

Diffraction by lossy dielectric wedges using both heuristic UTDformulations and FDTD

An improvement of the uniform theory of diffraction (UTD) coefficient for the case of a lossy dielectric wedge when a transmitted ray exists is presented. We elaborated two new terms that are added to the classical UTD diffraction coefficient, so that we obtain continuity of the total field. This new UTD formulation is compared to a numerical method based on finite difference time domain (FDTD). We outline the adaptation of the FDTD grid calculation, which was necessary to isolate only one edge diffraction and to treat two-dimensional (2-D) structures with two infinite sides. This comparison allows one to conclude that the new diffraction coefficient is relevant for the case of a lossy dielectric wedge. Then we present a comparison between two different versions of the UTD diffraction coefficient based on single or multiple reflection in the case of a dielectric slab. Thus, we can conclude to the significance of the multipaths for modeling dielectric structures. Finally, we analyze the results obtained with two consecutive wedge vertices in order to show that the slope diffraction related to the doubly diffracted field allows one to predict the field behind the structure when the transmitted field does not exist