大气灰霾高浓度气溶胶光学散射传输特性研究进展

讨论了灰霾、沙尘等高浓度气溶胶条件下的有关散射传输问题的研究进展,内容包括：（1）灰霾、沙尘等高浓度气溶胶粒子的物理光学特性;（2）气溶胶粒子吸湿变化对粒子散射传输的影响;（3）气溶胶偏振反射特性;（4）地气间多次散射问题,高浓度气溶胶背景下矢量辐射传输建模的研究。     

非线性散射介质内辐射传递的积分矩方法

提出了求解非线性散射介质内辐射传递的积分矩方法.将辐射传递方程中散射相函数的积分项转化为辐射强度各阶矩的线性组合.散射相函数为勒让德多项式展开形式,辐射强度矩的最高阶数与散射相函数的展开项数相同.将原本复杂的积分微分方程转化为微分方程,通过积分法求解此方程.积分矩方法不需要对立体角进行离散,不会引起射线效应.积分矩方法...     

大气气溶胶红外散射透过率计算研究

红外辐射在大气中传播时大气气溶胶散射是能量衰减的原因之一.通过考虑气溶胶密度随高度变化,结合大气能见度参数,建立了红外线在水平均匀传播和斜程传播下的大气气溶胶散射透过率计算方法.水平均匀传输下,在中长波波段对大气气溶胶散射透过率采用常规积分求均值方法计算,与采用波长中值的工程计算公式结果对比,表明工程计算公式具有足够的...     

FDTD应用于各向异性介质及半空间散射问题

介绍FDTD方法应用于各向异性介质散射分析及其并行计算.基于并矢表面阻抗给出金属表面各向异性介质涂层的等效介质参数公式.讨论铁氧体基片偏置磁场对微带天线辐射方向图的影响,模拟研究了板状各向异性材料介质参数的反演途径.将半空间FDTD应用于金属平板上孔缝散射计算和光学材料表面微缺陷散射近场和散射振幅分析,以及介质光栅Floquet模和传输功率的计算.     

三维各向异性介质目标电磁散射的MOM-CGM-FFT方法

给出了研究任意形状的三维各向异性介质目标的电磁散射问题一种混合计算方法。该方法以电场作为求知函数建立频域体积分－微分方程，使用脉冲基函数和点匹配函数的矩量法（MOM）将之转化为线性代数方程组。在求解过程中应用共轭梯度法9CGM）和快速富里叶变换（FFT）相结合的方法降低所需计算机内存和CPU时间。与各向同性和各向异性介质球的计算结果和解析结果及其它文献结果相比较，吻合较好。对材料参数为奇异矩阵的介质球的计算结果证明，该计算方法兼容性强，是一种求解三维电磁散射问题的有效途径。     

沙尘在FSO常用红外波段的散射特性研究

研究红外波段沙尘的散射特性对自由空间光通信（FSO）具有重要的理论意义。针对FSO常用的几个红外波长,采用Mie理论对激光在不同沙尘粒径下的散射特性进行了分析;基于粒子尺寸的对数正态分布模型,计算了沙尘条件下红外波段（0.76~10.6 m）激光的传输衰减率。结果表明:在沙尘条件下,7.4~8.0 m这一波段附近的传输衰减最小,并且明显低于其他波段。因此,可以选用7.4~8.0 m这一波段的激光进行沙尘条件下的激光通信,其传输性能会明显优于其他波段。最后,以波长1.064 m为例,分析了能见度随粒子浓度的变化关系,并与蒙特卡罗方法的计算结果进行了比较。     

两层各向异性介质球电磁散射球矢量波函数解

在无源各向异性铁氧体和等离子体介质的球矢量波函数基础上,利用第一、二类球Bessel 满足相同的微分方程和递推关系,给出了各向异性铁氧体球涂覆均匀等离子介质对平面波散射的理论公式,并给出数值计算的结果,预计本文结果可应用于微波器件以及目标特性等领域。     

双各向异性手征Ω介质板中电磁波的传输特性

应用广义谱域指数矩阵方法，本文研究了单层和双层双向向异性手征Ω介质板在斜入射电磁波的照射下的反射和透射性。重点分析了由于Ω单元不同取向引起 反射和透射波中的交叉极化转换效应，和不同本构参数对反射、透射系数的影响。     

各向异性PDLC散射膜的特性研究

采用摩擦表面取向层的方法制备了有光学各向异性结构的ＰＤＬＣ膜。研究了液晶盒的厚度、摩擦强度,以及在紫外光诱导相分离过程中的光照强度对ＰＤＬＣ膜的光学各向异性程度和电光特性的影响。对ＰＤＬＣ的光学各向异性进行了研究,并给出了要获得低阈值电压、高各向异性的聚合物分散液晶各向异性膜的盒厚、摩擦强度以及光照度等条件。被取向后的ＰＤＬＣ各向异性膜可被用来作为具有很好光电特性的电可调散射式偏振片。     

FEM/BEM混合法计算各向异性不均匀介质柱电磁散射

应用有限元-边界元(FEM/BEM)混合法计算二维各向异性不均匀介质柱电磁散射,对介质柱内、外区域分别采用有限元和边界元法进行分析,然后应用边界条件建立部分稀疏部分满填充的矩阵方程.应用内观法结合多波前法求解该矩阵方程,分别计算了均匀分布和不均匀分布的各向异性介质柱的雷达散射截面.数值计算表明,有限元-边界元混合法在分析和计算不均匀开放域电磁问题时有一定的优势.     

基于非视线红外激光大气散射通信技术研究

为了实现非视线激光大气散射通信,根据米氏散射理论,建立了非视线通信链路模型,研究了1.06m激光的大气散射通信技术,分析了激光接收功率、激光发射功率、激光发散角、接收视场、探测器灵敏度、发射机倾角、接收机倾角、大气衰减和通信距离的关系,并搭建了试验原理系统,进行了1km距离的散射通信试验,获得了激光散射信号。结果表明,在一定的天气条件下,采用波长为1.06m的红外激光进行信号传输,有望实现远距离的大气散射通信。     

任意截面非均匀各向异性阻抗柱体的电磁散射

采用矩量法(MoM)结合阻抗边界条件研究了二维无限长任意形状截面非均匀各向异性阻抗柱体的电磁散射特性。散射场通过Stratton-Chu电场积分方程、电流连续性方程和二维格林函数予以求解。当柱体截面矢径的模等于恒定值时,目标退化为二维无限长圆柱,提出的计算方法仍然有效。计算得到的散射宽度结果与解析法、物理光学法(PO)的结果进行了比较,吻合良好。     

各向异性阻抗面电磁散射快速数值算法研究

基于多层UV矩阵分解技术,提出用矩量法(MoM)求解三维各向异性阻抗面电磁散射的MoM-UV快速数值算法。根据等效原理,将表面电磁流以RWG(rao-wilton-glisson)矢量基函数展开。引入阻抗边界条件(IBC),以表面阻抗并矢表征电磁参数,实现各向异性阻抗面的电磁仿真。通过多层UV进行低秩矩阵压缩,减少矩阵-向量积运算和内存需求,利用稳定的双共轭梯度(BICGSTAB)迭代方法求解。给出典型算例,并与Mie级数解等精确结果比较,验证该算法的精度和效率。     

单轴各向异性球对任意方向入射平面波的散射

基于球矢量波函数的正交完备性,给出了具有任意传播方向两种极化模式的平面波用球矢量波函数展开的形式,导出了其展开系数的具体表达式．研究了单轴各向异性介质球对任意方向入射平面波的散射,利用球矢量波函数及傅里叶变换方法得到了各向异性介质球的内场展开式,结合切向连续边界条件给出了散射系数．数值分析了介电常数张量元、有耗、无耗、尺寸参数、入射角和方位角等对单轴各向异性介质球的雷达散射截面的影响．     

分析大口径凹形结构散射的一种混合射线方法

在大口径凹形结构散射的特点及有关分析方法的基础上,提出了一类基于复射线方法和几何绕射方法的分析处理大口径凹形结构散射的混合射线方法,即用复射线法计算反射场,以几体绕射法来计算边缘绕射场。基于所设计的便于工程上实现的计算流程,有关分析及相关结果说明了这一方法的可行性和可靠性。     

利用AWE技术计算各向异性阻抗劈的绕射场

平面波斜入射到各向异性阻抗劈时,由于出现电场和磁场的"耦合"问题,采用一般的一致性几何绕射理论(UTD)方法,无法得到绕射场的解析解,而一些近似方法也只能得到小角度偏离正入射或者掠入射情况下的近似解.采用渐近波形估计(AWE)技术,从已有结果的斜入射角度范围上进行外推,得到其他角度的近似解,从而得到更一般情况下各项异性阻抗劈的绕射场结果.     

各向异性材料散射的FDTD分析

从时域有限差分法基本的原理出发，利用矩阵运算的特点，推导出了电各向异性，磁各向异性以及导电率各向异性的材料中的FDTD方程，验证 了算法，并计算了各种单轴和双轴各向异性材料的雷达散射截面RCS，讨论了各向异性材料的散射特性。