一维振荡积分的通用求解方法

高振荡积分的快速精确计算是光波、电磁波传播与散射研究的瓶颈之一. Levin方法是一种经典的振荡积分求解方法,但是在节点数比较多时很容易受到线性方程组的病态性的影响.文中提出一种通用的高振荡积分快速计算方法.该方法采用Chebyshev微分矩阵来求解由Levin方法导出的微分方程,不但可以直接求取被积函数的不定积分在各节点上的函数值,而且由其构造的线性方程组往往呈良态.特别地,即使某些特殊的振荡积分使得由其导出的线性方程组呈病态,采用截断奇异值分解(TSVD)方法求解之仍最终可得到很精确的积分结果,从而保证了算法的稳定性.所以,本方法突破了Levin方法容易受到线性方程组的病态性影响的瓶颈.     

一种极化-多普勒气象雷达的射频干扰滤波方法

为了滤除极化-多普勒气象雷达中的射频干扰,该文提出利用谱极化滤波器,适用于同时发射同时接收(STSR)和分时发射同时接收(ATSR)体制的极化气象雷达。首先利用C波段STSR气象雷达的实测数据研究射频干扰的时域、频域和极化域特性,建立射频干扰信号模型。然后,在X波段ATSR雷达的数据中仿真加入射频干扰,验证谱极化滤波器的有效性。总体看来,在ATSR雷达中利用谱极化滤波器可以有效保留降雨目标并且滤除射频干扰。最后,针对STSR雷达提出利用数据分集的方法,STSR雷达的实测数据可以模拟ATSR雷达数据,再利用谱极化滤波器实现射频干扰滤除,同样可以取得较好的滤波效果。      

田径运动中的电子起跑系统研制

在运动会比赛中,运动员的抢跑等现象靠人工来完成,会存在一定的误差。为了提高运动会的公平性和准确性,电子起跑系统越来越受到人们的关注。在我国,目前一些大型赛事使用的电子起跑设备都是从国外购买,价格昂贵,不适合广泛推广应用。本论文设计了电子起跑系统的硬件系统和软件系统,并进行了系统调试。     

随机射线方法分析飞机尾流的电磁散射特性

使用渗流网格建模飞机尾流区域内的湍流介质,在此基础上使用随机射线方法从概率论的角度分析和研究电磁波在飞机尾流这种非均匀湍流介质内后向散射的平均行为.通过数学推导得到后向散射的平均接收功率和RCS的解析表达式,以及用于数值计算的积分表达式.对模型参数的取值范围进行了讨论和分析,给出了典型的飞机尾流介质物理参数条件下的雷达散射截面.     

运动调制的间断型长箔条散射特性研究

随着高分辨、分布式、组网融合的雷达系统的发展,传统箔条面临着干扰效率不足、三维维形困难等问题.针对发展低维高效的箔条干扰方式的需求,提出了一种由传统箔条串接而成的间断型长箔条,并通过模态分析和数值仿真研究了其在稀薄大气中的运动学特性和散射特性.该类箔条由考虑了缩短效应的多根传统箔条间隔一定距离依次相连形成,旨在通过约束传统箔条在稀薄大气中的自由扩散,维持雷达距离单元内较高的箔条密度,从而提高干扰效率.仿真结果表明：在不同指向条件下,单根7.44 m间断型长箔条两分钟内的雷达散射截面（radar cross section, RCS）均未出现下降趋势,仅在均值附近上下波动;单根7.44 m间断型长箔条在X波段各频点的平均RCS较同质量的传统箔条均有所提升,10 GHz条件下至少提升了3 dB;100根随机分布的7.44m间断型长箔条形成的箔条云RCS均值约为-9 dBsm,较相同条件下传统箔条形成的箔条云提升了6～7 dB.新型间断型长箔条可为典型小RCS目标的高效费比防护提供支撑.     

分层介质球内场计算的一种改进算法

球体内部电场的获取是介质目标电磁散射特性计算中的关键技术问题.常用方法之一是基于Mie理论的递推算法,由于小宗量时Riccati-Bessel函数存在奇异,使得现有算法存在计算不够稳定的缺点.针对这一问题,提出了一种分层介质球内场获取的改进算法.该算法提出了新的内场展开系数递推关系,改进了现有的Riccati-Bessel函数递推式,解决了Riccati-Bessel函数的奇异性问题.同时,与FEKO 5.4的计算结果比对表明,该算法具有很高的精度,能够为复杂介质散射特性研究提供参考和对比.     

田径运动中的电子起跑系统研制

在运动会比赛中，运动员的抢跑等现象靠人工来完成，会存在一定的误差。为了提高运动会的公平性和准确性，电子起跑系统越来越受到人们的关注。在我国，目前一些大型赛事使用的电子起跑设备都是从国外购买，价格昂贵，不适合广泛推广应用。本论文设计了电子起跑系统的硬件系统和软件系统，并进行了系统调试。     

坐标轴箔条云的电磁波传播特性研究

散射和传播是电磁波与目标相互作用时两个最基本的物理现象。在箔条干扰中,电磁波的传播效应是衡量箔条云团对敌方雷达波衰减能量的关键问题。本文针对一种坐标轴型箔条的应用需求,建立了箔条云和目标的合成回波模型,考虑了传播特性对目标散射回波的影响,并结合Oguchi方法对坐标轴箔条云的电磁波传播特性与箔条指向、位置、数量的关系进行了分析。仿真实验表明：坐标轴箔条云的电磁波传播特性不受其指向影响;在相同质量下,坐标轴箔条云的传播衰减约为传统箔条云的2.76倍,且不会出现相移,干扰性能更佳。此外,在给定仿真条件下,对不同数量的坐标轴箔条云在时间域和距离域上的干扰效果进行了分析,对坐标轴箔条的实际应用具有重要参考价值。     

分布式软目标雷达特性与感知技术述评

分布式软目标是指分布范围较大、具有时变的空间分布或内部相对运动的非刚性目标或目标群,是当前雷达领域较为关注的一类目标,其特性与感知研究是一个多学科交叉的问题。为便于雷达科技工作者较好地理解相关技术,该文从正问题和逆问题两个角度,分连续型和离散型两种情况,对这类目标的运动、电磁散射/传输、雷达特征、探测与参数反演等技术的现状进行了梳理,并分析了发展趋势。以飞机尾流为例,对这类目标的雷达特性与感知技术进行了阐述,为相关雷达探测技术发展提供重要参考。      

基于数据同化的飞机尾流行为预测

飞机尾流是飞机飞行时在其后方产生的一对反向旋转的强烈湍流,对后续飞机飞行以及机场安全起降影响极大,其演化趋势的预测已成为空中交通安全管制的瓶颈,亟需发展基于实时探测数据的飞机尾流行为预测技术。在雷达探测反演得到的尾流涡心位置和速度环量等特征参数基础上,开展飞机尾流行为预测分析,能够预知飞机尾流危害区域,为机场安全起降动态间隔标准制定提供技术支撑。该文结合风场线性切变和最小二乘拟合方法构建了参数化尾流行为预测模型,解决了经典尾流预测模型气象环境参数未随时间演化实时调整的问题。该文根据复杂风场非线性演化特点,设计了基于无迹卡尔曼滤波的数据同化模型,利用雷达探测数据对尾流行为预测进行实时修正。数值仿真验证和实测数据验证结果表明,基于数据同化的飞机尾流行为预测方法能够根据实时探测数据对尾流行为预测轨迹进行修正,得到更加贴近实测的飞机尾流行为预测轨迹。