二维理想导体角反射器电磁散射场的计算

报道了采用模式匹配技术计算电极化和磁极化平面波垂直入射时二维理想导体角反射器散射场的方法。推导出以散射场展开系数为未知量的线性方程组,由计算机求解线性方程组得到散射场的展开系数,从而计算散射场。还给出计算实例,并与矩量法计算结果比较,两者一致。     

线源激励二维理想导体角反射器辐射场严格解

采用模式匹配法,对平行电流丝或磁流丝作用下二维理想导体角反射器的电磁辐射进行了严格地电磁场分布。推导出了以散射场展开系数为未知量的矩阵方程,给出了计算实例,其中张角为１８０℃（即平板）的计算结果与文献［４］的结果是一致的。     

三面角反射器的高频电磁散射分析

在物理光学（ＰＯ）和几何光学基础上，利用区域投影（ＡＰ）方法导出了一种新的高频混合方法－区域投影／物理光学（ＡＰ／ＰＯ）方法。应用ＡＰ／ＰＯ方法计算了在顼角反射器的雷达截面（ＲＣＳ），计算结果与用ＦＤＴＤ方法得到的结果有很好的一致性。     

异型多面体角反射器的电磁散射特性分析及应用

为满足各向异性雷达散射截面积（radar cross section,RCS）角反射器的目标需求,本文设计了一种异型多面体雷达角反射器,并对其电磁散射特性进行了分析. 该结构在不同电磁波入射方向下具有不同的电磁散射特性,在不同威胁探测方向上具有不同的干扰效果,其最大RCS能够达到281.84 m². 异型多面体角反射器可以应用于多种场景下,将其配置在被保护重点目标区域附近,以特定的排列方式进行布设,当保护目标受到威胁时将会在被保护目标周围产生多个假目标,干扰敌方雷达制导武器.     

任意二维导体波纹周期表面电磁散射特性的研究

本文将直线法成功地用于二维导体周期结构的散射问题。与现有文献的比较验证了该方法的可行性与有效性。文中给出了矩形光栅、梳齿光栅和正弦光栅的散射特性曲线，对于不同形状、尺寸的结构，只需在数值计算中稍稍改变矩阵元素即可。因而与其它方法相比，是一种具有普适且计算量小的方法。     

新型多维电磁特性可调控雷达角反射器设计方法研究

为了提高雷达角反射器的电磁特性模拟灵活度,提出了两种新型电磁特性可调控雷达角反射器设计：一种通过引入幅度调控结构加载电阻阻值随电压变化的PIN二极管改变反射系数幅度;另一种通过引入相位调控结构加载电容随偏置电压变化的变容二极管改变反射系数相位.以正方形三面角反射器为例进行仿真验证,通过对幅度调控结构进行空间调制实现雷达散射截面积（radar cross section, RCS）变化,且变化范围在30dBsm以上;通过对相位调控结构进行时间调制实现二维像偏移,在设定的成像场景下产生1.875 m的偏移距离.理论分析结果与全波仿真结果吻合较好,表明了本文分析方法的可行性.该研究方法将时空调制理论应用于雷达角反射器上模拟RCS可变、距离可变的目标,为其应用提供了更广阔的应用思路和背景支持.     

新型多维电磁特性可调控雷达角反射器设计方法研究

为了提高雷达角反射器的电磁特性模拟灵活度,提出了两种新型电磁特性可调控雷达角反射器设计：一种通过引入幅度调控结构加载电阻阻值随电压变化的PIN二极管改变反射系数幅度;另一种通过引入相位调控结构加载电容随偏置电压变化的变容二极管改变反射系数相位. 以正方形三面角反射器为例进行仿真验证,通过对幅度调控结构进行空间调制实现雷达散射截面积（radar cross section, RCS）变化,且变化范围在30 dBsm以上;通过对相位调控结构进行时间调制实现二维像偏移,在设定的成像场景下产生1.875 m的偏移距离. 理论分析结果与全波仿真结果吻合较好,表明了本文分析方法的可行性. 该研究方法将时空调制理论应用于雷达角反射器上模拟RCS可变、距离可变的目标,为其应用提供了更广阔的应用思路和背景支持.     

新型变极化角反射器设计及散射特性分析

面向无源干扰灵活可调的发展需求,提出了一种基于极化栅加载的新型变极化角反射器,通过在金属角反射器内壁加载极化栅,以极低的成本实现了角反射器散射回波极化状态的灵活调控. 以方形三面角反射器底面内壁加载圆形极化栅为例开展了仿真工作,分别对电磁波正入射以及宽角度入射两种不同场景下散射回波的极化特性进行了分析. 仿真结果表明,所设计的变极化角反射器随着极化栅的旋转,回波出现显著的变极化响应,在Poincaré球上呈近似“8”字形,极化状态依次经历垂直线极化、左旋椭圆极化、水平线极化和右旋椭圆极化. 此外,特定旋转角度下,经变极化角反射器调制的电磁回波在口面内呈现空域差异性. 为验证所设计的新型角反射器的极化调控能力,利用PCB工艺加工制作了极化栅,并将其加载至角反射器内壁,开展了暗室测试,测试数据表明本文所提出的变极化角反射器在时间维和空间维上具备极化调控能力. 因此,本文所提出的变极化角反射器在雷达对抗领域有广阔的应用前景.     

改进的FD—TD法分析二维理想导体TM近区散射问题

本文针对一般ＦＤ－ＴＤ方法分析计算二维理想导体散射问题所遇到散射体边角处难以精确处理的缺点进行了改进。将边角处总场近似解析解直接引入ＦＤ－ＴＤ法差分公式,得到了有关修正系数,为了检验此方法的有效性,有无限长导体方柱为例分别用一般ＦＤ－ＴＤ法和本文的ＦＤ－ＴＤ方法进行了分析研究,并与ＭＯＭ法进行了比较,所得结果说明改进后的ＦＤ－ＴＤ方法对分析计算导体边角附近电流分布特性是较有效的。     

电磁调控角反射器的散射特性研究

角反射器是一种宽角域的常见无源干扰设备,常被用于保护关键目标. 但传统金属角反射器特性固定,需借助新型电磁材料实现角反射器的特性优化. 有源频率选择表面（adaptive frequency selective surface,AFSS）是在单元间加载一系列可变有源器件而构成的具有可调电磁特性的新型结构. 为拓展角反射器的适用范围、分析电磁材料角反射器的散射特性以更好地保护关键目标,本文设计了一种基于单面AFSS的电控角反射器,并仿真计算分析了该电控角反射器的散射特性. 仿真结果表明设计的电控角反射器的散射特性可灵活调控,即不同偏置电流下AFSS单元可对入射电磁波能量产生不同反射效果;同时验证了该电磁调控角反射器的宽角域特性,其调控角域在方位向、俯仰向均大于60°,实现了基于无源散射体的宽角域实时调控效果. 相较于传统角反射器和平面电磁材料,所设计电控角反射器兼具实时调控性和宽角域特性,拓展了角反射器的应用场景和适用范围.     

“三角面对”的后向散射场计算及其应用

本文提出“三角面对”的新概念.并分析了其后向散射场:应用“三角面对”.可非常简单、方便地计算出各种典型的二面角角反射体的后向散射场.     

各向异性材料涂覆金属二面角反射器的RCS分析

该文基于均匀平面波入射下无限大金属衬底各向异性材料表面等效电磁流的一般表达,利用物理光学法结合多次反射,研究了各向异性材料涂覆金属二面角反射器的后向电磁散射特性,分析了不同材料参数及不同二面角对后向RCS的影响,得到了一些有益的结论。     

多区域柱面分层介质中的电磁散射—电磁波测井分析

本文讨论了径向柱面分层介质中全波分析的解析模式和数值模式方法.前者适用于任意激励形式下的场分析;后者在轴对称激励时,通过引入反射矩阵和透射矩阵的概念,可求解二维完全非均匀介质中的场.基于数值模式匹配理论,编制了适用于电磁波测井的计算机分析程序.通过实例计算,获得了与二维有限元方法完全一致的结果。而计算时间仅后者的1％.     

应用改进的快速偶极子法和特征基函数法分析导体目标电磁散射特性

该文提出了一种分析导体目标电磁散射特性的有效数值方法,该方法基于特征基函数法,将改进后的快速偶极子法与之相结合,把远场组间的矩阵矢量积转化为聚集-转移-发散的形式,从而加速次要特征基函数和缩减矩阵构建过程中的矩阵矢量相乘的速度。与传统的快速偶极子法结合特征基函数法相比较,在同等精度下,计算时间和内存消耗都得到了有效地缩减,数值结果证明了该方法的精确性和有效性。     

基于迭代散射算法的柱体阵列散射场分析

该文基于迭代散射算法(ISP)对柱体阵列的散射场进行分析。通过矢量柱面波函数展开,根据理想导体表面边界条件,建立柱体表面入射场与散射场的关系式。将前一次迭代时柱体阵列的近区散射场作为下一次迭代的入射场,推导出柱体阵列散射场系数间的迭代关系。通过分析不同迭代次数下2~4个柱体的散射场,确定3次迭代即可保证算法的准确度。对比数值结果表明,迭代散射算法具有与矩量法(MoM)结果同等的准确度,并具有明显优于矩量法的计算速度。     

高超声速飞行器翼身二面角结构的雷达散射截面分析

飞行器翼身接合部构成的二面角反射器是很强的电磁散射源。但是传统的计算方法仅仅适用于理想二面角反射器。该文采用几何光学法和物理光学法分析矩形二面角反射器的多次反射,在照明宽度概念的基础上,提出了等效照明面积的概念。通过对等效照明面积的分析,给出了能计算任意平面形状、有遮挡效应的二面角反射器后向雷达散射截面的工程方法。通过对某高超声速飞行器翼身结合段雷达散射截面的计算,验证了该方法的正确性。     

用于处理六边对称结构电磁散射的GIM技术

利用散射体的几何对称特性,使各种矩阵方法（指通过离散化,最终导致应用矩阵求解的数值方法）求解散射场过程中所需要的存储单元和时间减少,是当前具有理论和实际意义的重要课题。为此,本文在广义镜像法原理（GIM）的基础上,给出了处理一种具有六边对称结构的电磁散射问题的新方法。本文的结果表明：在计算散射体形状为六边对称的散射场的过程中,能够使所需总的矩阵阶数降至1／4,所需总的运算时间降至约1／32。这一运算结果较之于原来的GIM方法处理同一问题,在不降低运算精度的情况下．可使运算时间和运算所需的存储量节约近一倍。     

基于混合ACA的缺陷钢轨高效电磁建模

提出了一种基于矩量法(MoM)结合多层快速多极子(MLFMA)和自适应交叉近似(ACA)算法计算目标电磁特性的算法,该算法实现了对电大尺寸复合目标散射计算的加速和内存的降低。对于目标自作用的近场区域,多层快速多极子加速矩量法中的矩阵矢量乘运算,降低了计算的存储和复杂度;对于远场区域,根据阻抗矩阵的低秩特性,采用ACA对其压缩,加速矩阵的填充。矩阵填充按照树形结构划分的单元块间的相互作用依次进行存储,对每一块与块之间的求解采用ACA算法,对矩阵做压缩处理。提出的基于ACA的混合算法能够对2个目标耦合作用的阻抗矩阵进行压缩,缩短矩阵的填充时间并降低内存需求,同时也能够减少迭代求解过程中矩阵向量的计算时间,从而极大缩短电磁散射计算的总时间。数值仿真实验表明该算法比传统方法计算更高效,且计算精确度保持一致。     

一种雷达目标极点提取方法及极点特性的分析

散射物体复自然谐振频率(极点)是目标识别可以利用的一个重要特征。使用传统求解极点的方法,通常得到的极点数目比较多,并且存在TE、TM两种模式。因此,对极点的规律分析较多的是对其模式变化趋势的分析。这些特性对于极点的实际应用没有太大的意义。本文从频率矩量法得到的散射数据出发,提出了一种波形拟合的极点提取方法。以有限长柱和椭球为例。分析了极点与入射波模式、目标姿态的关系,得到有实际指导意义的结论。