时域散射问题中近场－远场转换的新途径

本文针对散射问题中时域近场一远场转换问题，探讨了两种新的算法．其一是采用Ｓｔｒａｔｔｏｎ－Ｃｈｕ散射场的积分表示式，由表面感应流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．文中以规则形体为计算实例，验证了算法的可行性．     

用统一的时域近场—远场变换求解目标瞬态散射特性

利用拉氏变换和卷积的方法,导出了求解3-D和2-D时域散射远场的形式上统一的公式,使得2-D情况成为3-D的一个特例,这给编制求解时域散射远场的通用程序带来方便.同时这种3-D的近场-远场变换算法和原来的算法比较并没有增加计算量.对简单形体的计算验证了算法的可行性.     

FDTD近场到远场的时域转换

对FDTD中近区场向远区场的转换方法作了讨论,具有分析了时域的转换方法,在理论上说明了该方法的可行性,给出了具体的转换步骤,并用典型的计算实例验证其正确性。该方法为FDTD在宽频领域的应用提供了方便,拓宽了应用范围。     

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。     

用TLM法模拟二维三维电磁散射近场和远场

数值模拟二维等腰直角三角形导电柱体和三维方形导电柱体对高斯脉冲平面波的电磁散射近场和远场分布。数值结果表明在三角柱体的电磁散射近场中镜面反射并不明显,但在远场却非常明显并且成为最主要的散射方向。三维电磁散射的数值结果表明,二次辐射是电磁散射的主要机理,并且在多个导体目标情况下,各自的散射场将互相干涉形成总的散射场。     

平直有耗地面上目标地波散射FDTD近—远场外推

由平直有耗地面上垂直电偶极子产生地波场的解析解和互易原理,本文导出了用ＦＤＴＤ方法处理目标地波散射问题的近－远场外推公式。在数值结果验证了该公式的正确性之后,对海上一金属半球的地波散射场进行了求解,并以此与李清亮等（１９９７）提出的工程应用方程相对比,考察了工程应用方法的适用性。     

基于散射分布函数模型的近远场变换技术研究

全尺寸目标的电磁散射特性测试,需要足够大的测试距离或紧缩场系统,但是建设满足远场条件的室外静态场与室内紧缩场需要巨大的经费投入和很高的技术条件,更无法对飞行器进行现场成像与雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)诊断.针对近距离测试检定飞行器隐身性能的需求,提出了基于散射分布函数模型的近远场变换算法.建立三维散射分布函数模型,采用三维扫描方式记录近场数据,将球面波函数分别在柱坐标系、三维直角坐标系与球坐标系下展开,变换得到目标的远场数据,通过三维逆傅里叶变换与插值算法给出目标的三维重建图像与远场RCS.仿真分析与实验表明,算法准确有效.     

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.     

时域物理光学后向散射近场线积分表达式

提出了一种计算偶极子源照射时理想导体平板后向散射近场的时域物理光学（Time-Domain Physical-Optics,TDPO）线积分表达式.利用并矢分析中的面梯度定理和面散度定理,将TDPO面积分表达式化为线积分表达式.该表达式消除了积分中的奇异性,适用于偶极子天线处在任意位置处的情形.计算了导体平板和复杂目标的瞬态后向散射场,与其他方法结果吻合良好.数值结果表明,该方法在保证计算精度的前提下,可以大大提高计算效率.     

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。     

时域平面近场测量的数值分析方法

本文以H面喇叭为例,研究了天线时域近场的运动状态,用谱域法分析了平面近场分布状况,得出采样原则,为平面近场扫描测量提供了理论依据。介绍了时域平面近场测量的近远场变换公式,包括时域和频域两种计算途径。对各自的优点作出了探讨。运用近远场变换方法计算了时域远场和频域方向图。     

复杂目标近场电磁散射的可视化计算方法

首次介绍了复杂目标近场散射计算的可视化方法。采用非均匀有理Ｂ样条曲面（ＮＵＲＢＳ）精确构造任意形状散射体，结合几何体近场透视变换和Ｚ－Ｂｕｆｆｅｒ技术实现了基于Ｗｉｎｄｏｗｓ平台的近场散射计算。提出广义雷达散射截面的概念并给出的若干算例。该方法充分利用了计算机３Ｄ图形设备的几何运算能力，运算速度快，严谨高，可扩展性好。     

浅层地下目标时域电磁散射问题的数值模拟

本文用时域有限差分法计算了浅层地下目标的时域电磁散射。     

一种快速计算多柱体散射问题的区域分解时域有限差分方法

本文提出一种用于计算多柱体散射问题的区域分解时域有限差分算法（DD-FDTD）。当各散射柱体相互间距离比较远时,采用经典的FDTD方法进行计算时,计算域是非常大的,大量的网络浪费在射体之间。文中我们使用区域分解的思想,把各个柱体处理为各个子域。各柱体间大量的网格被省去,代之以二维时域Green函数将各个子域连接起来。采用近远场变换方法,并将柱体间互偶处理为等效柱面波入射场,从而大大压缩了计算时间。由于二维时域Green函数含有关于时间的积分,且此积分是一个反常积分,采用半解析的方法,精确地算出了其中的反常积分值,大幅度提高了计算精度。最终,使该方法得以实现。     

近场散射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。     

来自分形粗糙面球面波近场散射特性

本文研究粗糙面球面波近场散射效应,分析计算了理想条件下由于路径相关引起的干涉效应;用带限分形函数来模拟二维粗糙表面,从动态和表态角度,揭示在许多不同条件下粗糙面单站近场散射的物理机理。     

耦合目标近场散射外推技术研究

针对具有多次散射的耦合目标在不满足远场条件下测量的散射方向图发生畸变的问题,通过分析耦合目标的近场-远场转换关系,提出一种"多发多收"模式的近场散射外推方法.在获得全角域的近场双站信息后,对各角度近场接收的散射数据进行外推处理,然后根据互易定理,将外推后的数据等效为"远场发射、近场接收"数据.接下来对该数据再进行一次外推,满足"远场发射、远场接收"的条件,最后取出对角线上的元素获得各角度的远场RCS（Radar Cross Section,RCS）.通过建立存在强耦合机制的二面角和腔体结构模型,利用FEKO和MATLAB软件对方法进行仿真,将"多发多收"外推的结果与远场RCS进行比对.结果表明：该方法得到的结果与远场RCS方向图吻合良好,全角域均值误差小于1dB,验证了方法的有效性.     

馈电网络对微带天线阵列时域散射特性的影响

利用时域有限差分(FDTD)方法,研究了入射脉冲分别为水平和垂直极化时,探针馈电和微带馈电两种结构对于微带贴片阵列天线后向散射场的影响.给出了散射场的时域波形以及频谱特征.结果表明:微带天线阵列的每个贴片都通过馈电探针直接端接负载时,阵列的散射场峰值和能量都有所减小;而阵列通过馈电网络进行馈电时,馈电网络末端有无端接负...     

基于近场时域谱的紧缩场口径优化设计

根据口径近场的时域谱,可以在全频段评估口径的绕射特征,从而建立紧缩场口径设计的一般准则.在X波段8～12GHz,计算了几种限度为5m×5m口径的近场时域谱.计算结果表明,在紧缩场设计中,为降低边缘绕射场电平,方口径优于圆口径,理想多项式锥削优于余弦锥削和均匀分布.提出两种工程化的边齿设计方法,在口径场均匀分布条件下,近场时域干扰谱分量均低于-25dB.口径近场计算均采用口径场卷积法.