考虑互耦的相控阵面天线波束形成

本文从实现相控阵面天线低副瓣性能的角度出发,针对在实际的相控阵天线设计中由于阵列天线单元间的互耦效应,用理想的电流分布作为激励往往达不到所期望的副瓣电平要求这一缺陷,首先用矩量法精确分析了考虑互耦影响时相控阵面天线阵元的电流分布,作出归一化电流幅度分布图,仿真实现了阵元互耦对相控阵面天线波束形成的影响效果,接下来用软件的方式补偿互耦所造成的影响,给出补偿的具体步骤,从而完成了相控阵天线波束形成的综合.     

考虑互耦的平面相控阵天线波束形成

针对互耦会影响天线方向图的问题,首先用矩量法精确分析了考虑互耦影响时平面相控阵天线阵元的电流分布,仿真实现了阵元互耦对相控阵天线波束形成的影响效果,然后用软件补偿的方法补偿互耦所造成的影响,从而完成了相控阵天线波束形成的综合.     

快速多极子在任意截面均匀介质柱散射中的应用

采用快速多极子法（FMM）加速后的矩量法（MoM）求解由电磁场等效原理导出的关于均匀介质柱表面等铲电磁流的积分方程,进而计算其电磁散射特性,FMM的引入使计算时间和内存开销都从O(N^2）降到O（N^3/2）,且并不增加多少复杂度。最后给出了一些介质柱体RCS的算例。     

多层低频快速多极子算法分析电磁散射问题

主要研究了低频条件下目标的散射问题,详细给出了基于Loop-Tree矩量法的多层低频快速多极子方法基本原理。通过对自由空间格林函数进行多极子展开,避免了传统快速多极子方法通过平面波展开格林函数遇到的低频崩溃问题。改进的对角预条件技术显著地减少了预条件矩阵的构造时间和矩阵的迭代求解时间。数值算例证明了算法的有效性。     

二维海面上方金属目标复合散射快速算法研究

为快速获取二维海面上方金属目标的复合散射,通过改进计算分层粗糙面散射的层内波传播展开法(PILE),结合快速计算二维粗糙面散射的稀疏矩阵平面迭代与规范网格法(SMFIA/CAG),以及计算金属目标散射的基于三角屋顶(RWG)基函数的矩量法(MoM),提出了结合稀疏矩阵平面迭代及规范网格法的扩展层内波传播展开法(E-PILE+SMFIA/CAG)。引入锥形入射波以减小人为截断粗糙面所引起的边缘衍射,采用蒙特卡洛(Monte-Carlo)模拟生成具有Pierson-Moskowitz(PM)海浪谱的随机海洋粗糙面。数值分析了海面上方典型导体目标的复合双站散射系数,验证了算法的有效性与收敛性。最后,应用该算法计算了海面上方导弹目标的电磁散射,讨论了目标高度及海面上风速对复合散射系数的影响。     

混合ACA和MLFMA方法计算复合目标电磁散射

采用矩量法(MoM)计算电大尺寸的复合目标的电磁散射。为了能够高效快速地计算电大尺寸三维复合目标的电磁散射,提出一种新的混合方法,将自适应交叉近似(ACA)算法和多层快速多级子(MLFMA)算法相结合,共同加速矩量法的计算。其中,MLFMA用于加速目标与自身的作用,ACA用于加速目标与其他目标的相互作用。提出的混合算法在计算复合目标电磁散射时,可降低运算存储,缩短阻抗矩阵填充时间,并且能够加快矩阵矢量乘,且不影响计算精确度。数值算例表明,所提快速算法能够在保证电磁散射计算精确度前提下,比传统方法更高效。     

测向天线阵互耦效应分析

天线阵元间的互耦效应将导致天线阵列的电参数和方向性的改变,从而影响测向系统的性能。针对天线阵列各单元之间的互耦现象,提出了利用矩量法精确分析天线阵列各单元上的电流分布,进一步通过互阻抗网络计算法求出测向天线单元的实际激励电压的幅度和相位,进而得到天线的辐射和接收特性。对实际的均匀直线阵列超分辨测向系统中的互耦效应进行了分析,给出了仿真结果,验证了互耦效应对测向性能的影响。     

基于RBF神经网络的互耦逆矩阵快速计算方法

针对均匀阵列中传统互耦逆矩阵计算方法计算时间较长、实时性较差的问题,该文提出一种基于RBF神经网络的快速计算方法。该方法根据互耦逆矩阵计算方法的不同采用不同的网络训练方法,同时利用RBF神经网络优异的并行运算能力,把互耦逆矩阵的计算问题转化为神经网络的非线性函数逼近问题,因此可获得互耦逆矩阵的快速计算。给出了应用该方法的具体步骤,通过仿真实验证明该方法的优越性。     

考虑互耦的切比雪夫线阵天线波束形成

低副瓣是当今电子对抗时代中对雷达天线的必然要求,但由于阵列天线单元间有互耦的影响,实际的天线单元电流分布往往达不到我们设计的要求。本文在介绍切比雪夫线阵的设计公式和互耦的矩量法分析方法的基础上,首先用矩量法精确分析了考虑互耦影响时切比雪夫线阵天线阵元的电流分布,仿真实现了阵元互耦对切比雪夫线阵各阵元电流幅度及相位的影响效果以及互耦对切比雪夫线阵天线波束形成的影响效果,接下来用软件的方式补偿互耦所造成的影响,从而完成了切比雪夫线阵天线波束形成的综合。     

并行多层快速多极子的高效预条件技术

多层快速多极子法是基于矩量法的快速算法,具有较低的计算复杂度和存储复杂度,被广泛应用于目标电磁散射特性分析。对于复杂结构电磁目标,由于矩阵条件数较差,往往存在迭代收敛慢甚至不收敛的问题。针对这一情况,文中利用快速多极子的近区矩阵,结合稀疏矩阵方程求解构造了一种高效预条件。数值实例表明该方法相比于块对角预条件效果更好,能有效加速多层快速多极子迭代过程。     

二维多导电柱体电磁散射的快速算法

本文用积分方程的迭代求解方法处理二维多导电柱体的电磁散射问题。同时用双共轭梯度法代替共轭梯度法来加速迭代过程。数值结果显示了本文方法的高效性。     

AWE技术结合帕德逼近在二维电磁散射中的应用

渐近波形估计(AWE)技术结合帕德(Pade)逼近的误差估计方法可以快速预测二维理想导电柱体的表面电流。首先采用表面离散化边界方程(OS-DBE)法对导体表面任意点的未知场源进行求解,其次运用AWE技术获得该点附近一段区域的场源分布,然后通过帕德逼近的误差估计方法可以确定AWE展开的确切范围。依此步骤进行下一个点的计算,最终可以求得导体表面上全部点的场源分布。计算结果表明此方法很大程度上提高了OS-DBE法的计算效率和AWE技术的实用价值。     

考虑海谱分布的动态分形海面的电磁散射

本文采用考虑了Pierson-Moskowitz谱的归一化带限Weierstrass分形函数来模拟动态分形海面.利用基尔霍夫近似研究了该粗糙面的电磁散射,讨论了后向散射截面随入射角的变化,给出了后向散射截面时间序列的分维与分形海面分维间的关系.计算了散射场幅值,结果表明该分形海面散射场幅值分布服从K-分布.     

Fractal Characteristics Investigation on Light Scattering from Two Dimensional Rough Surface

A normalized two dimensional band-limited Weierstrass fractal function is used for modeling the rough surface. Based on Kirchhoff theory, an analytic solution of the average scattering field and the variance of scattering intensity are derived with emphasis on examining the relation of fractal dimension with the scattering pattern. The important conclusion is obtained that the diffracted envelope slopes of scattering pattern can be approximated to a slope of linear equation.     

利用激光二维散射特征的表面粗糙度测量方法

从分析激光散射表面粗糙度测量技术和激光在粗糙表面的二维散射特征出发,引入表征二维散射光能量分布的三个特征量,提出一种表面粗糙度测量方法,不仅可以测量表面粗糙度的统计参数,而且可以反映出表面纹理的形貌特征.     

用场量迭代法分析三维介质目标的电磁散射

本文用场量迭代方法对三维电场积分方程进行数值求解,得到了给定电磁波照射下介质体内的场分布,并由此求得介质体外的散射场.从本文给出的几个算例看出,得到的解能较快收敛,并且避免了矩阵求逆运算,具有运算简便与速度快等优点。本文给出的薄板形介质的计算结果与现有文献的实验结果和计算结果进行了比较.证实了本文方法的正确性。     

一维粗糙介质分形海面电磁散射的扩展边界条件法

在采用经典扩展边界条件法处理导体分形粗糙面散射的基础上,将此方法推广到了一维粗糙介质分形海面的电磁散射.通过与传统的基尔霍夫近似法计算结果进行比较,验证了本文所给的方法,分析了不同入射角,不同分维和空间波数时海面双站散射振幅角分布的特点.     

三维随机粗糙海面与舰船的复合电磁特性的高频方法分析研究

3维随机粗糙海面与其上方复杂目标复合电磁(EM)散射特性的建模与分析在微波遥感、目标识别、雷达成像、导弹制导等领域中有着重要的研究价值。该文主要研究了基于高频算法的随机粗糙海面及舰船的复合电磁散射特性,开发了PO-IPO混合方法,为3维随机粗糙海面与复杂目标一体化高效求解提供了新思路。文中分别使用了物理光学方法(PO)、迭代物理光学方法(IPO)、PO-PO以及PO-IPO混合方法对海面及舰船进行了建模与仿真,其中,引入锥形波来代替平面波作为发射源,锥形波可以更好地抑制粗糙面在边缘位置被突然截断而形成的电磁反射和边缘绕射等效应。从数值仿真结果中可以看出,PO-IPO混合方法可将复杂物体本身面元间以及粗糙海面与物体间的耦合作用考虑在内,因此PO-IPO可以作为一种有效的途径来快速获取随机粗糙海面及舰船的复合电磁散射特性。      

Overview： Electromagnetic Scattering from Ocean Surface

Understanding the sea surface scattering process is very important in the development of models to detect the target above or under the surface. In this paper, both the analytical and the numerical methods applied in sea surface scattering are summarized. Some important problems concerned in this field are discussed. For numerical study, edge effect brings artificial nonrealistic scattering and therefore must be suppressed. Different edge treatment methods are compared in this paper. Scattering of breaking wave surface at very low grazing angle always needs more attentions than other scattering problems. Some numerical results show the existence of the special phenomena at very low grazing angle, for example, the ＂sea spikes＂ and the Doppler splitting.     

一维随机粗糙表面散射特征的数值分析

本文在Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ近似基础上，利用数值积分方法分析了一维随机粗糙表面的散射特征。结果显示随着粗糙度的增大，单次散射峰值由连续地向后向移动，其强度不断降低。峰值宽度增加。在一个较窄的粗糙度范围内，散射场对称于表面法线呈近似余弦分布而接近于理想朗伯体。当粗糙度超过这一范围时，散射峰值将由线向后向移动，并在粗糙度很大时稳定在后向附近。