压缩天线测试场反射器的设计

应用几何绕射理论的结果,分析、介绍了两种压缩天线测试场(简称压缩场)反射器—滚边反射器和锯齿边反射器。导出了锯齿边反射器的边缘轮廓线方程,并根据J.B.凯勒的口径角点绕射系数公式,介绍了角点绕射场的计算式。给出了平面反射器模型的实验结果。     

UTD结合MM计算复杂环境中天线的方向图

一致性几何绕射理论(UTD)算法中,天线被等效为一个源点;UTD方法需要根据天线的指向,得到反射点(绕射点)处的入射场,从而得到场点处的反射场(绕射场).然而,对于某些形状复杂的大型天线(比如八木天线),将天线中任何一点作为天线的源点都不合适,将任何一个方向作为天线的指向也都不合适.因此,可用矩量法(MM)计算天线的电流,每一小段电流等效为一个电流元,中心点等效为UTD算法中的源点.这样,该电流元在反射点(绕射点)的辐射场就很容易得到.将此辐射场作为UTD的入射场,就可以计算每个电流元在场点处的场.所有场点的场叠加、归一,即可得到天线的方向图.     

机载螺旋天线辐射特性的研究

本文用螺旋的半圆近似法计算了阿基米德螺旋天线的辐射场。应用几何绕射理论(GTD)导出了机载螺旋天线辐射场的计算公式。计算结果与实测结果进行了比较,两者吻合较好。     

压缩天线测试场的特性

本文提出压缩天线测试场的原理,考虑了影响性能的主要因素,包括反射器边缘绕射,反射器表面精度,馈源辐射方向图和反射器焦距。已用一个三米直径的抛物面反射器研究了压缩天线测试场的实际性能,反射器边缘的绕射已用锯齿形边缘加以控制。这个压缩测试场已成功地用于测量频率为3GHz到40GHz、直径达1.2米的天线。     

用复射线法分析二维反射面天线的电磁散射

本文用一组复源点产生的高斯波束来拟合入射的局部均匀平面波,根据复射线理论和一致性绕射理论,得出了求解二维圆柱形凹反射面的散射场和雷达截面积(RCS)的理论公式,给出了水平和垂直极化时的计算结果,并与其它方法所得结果进行了比较。     

偏馈赋形紧缩场天线电气设计研究

本文对偏馈赋形紧缩场天线设计进行系统研究。提出一种新的偏馈双反射器天线几何光学综合的方法。该法便于理解、推导和用计算机作数值计算。文中提出了一种计算紧缩场交叉极化的新技术。经深入分析，得出了若干具有普遍性的结论。讨论了赋形紧缩场工程设计中的一个重要问题－交叉极化与绕射效应间的矛盾，并由此阐明了布局优化的重要性。     

GRECO中棱边检测方法及其绕射场计算的改进

图形电磁计算(GRECO)方法是计算复杂目标高频区雷达散射截面(RCS)的有效方法之一.本文分析了原始GRECO方法在判定目标图象棱边象素的不足之处,给出了相应的改进措施.改进后的软件能够更准确、充分地判定目标的棱边象素及获得棱边参数.在边缘绕射场的计算方面,本文指出了相关文献中存在的错误^[1],给出了基于等效电磁流法(MEC)和物理绕射理论(PTD)的边缘绕射场计算式,及与物理光学(PO)场叠加求取RCS的完整表达式.计算实例表明,新的方法具有更高的准确度,与实验测量值吻合.     

偏馈反射器天线角锥喇叭的几何绕射理论研究

本文论述一种有效的计算方法,以确定由角锥喇叭照射反射器天线的远场方向图。均匀几何绕射理论(GTD)公式用于确定喇叭的近场和远场特性。利用物理光学(PO)公式以及雅可比——贝塞耳(Jacobi-Bessel)展开式得出偏馈反射器天线的远场方向图。还给出了反射器天线远场方向图的许多典型结果。特别是详细研究了用来照射反射器的喇叭最佳位置与最佳相位中心的关系,并得出了一些有用的结论。     

一种分析抛物面反射器近场和远场的新方法

本文介绍了一种能精确预测笔形波束的反射器天线的近场(电场和磁场)以及远场的分析方法。这种分析方法包括以前推导出的分析反射器天线的近场几何绕射理论(GTD)和球面矢量模函数。这种方法对观察点的极角和径向距离的范围无任何限制。通过把计算结果和现有的测量结果相比较,可以证明,用上述方法分析反射器的辐射场,其精确程度更高。本文还着重讨论了这种分析方法的一些重要应用。     

机载螺旋天线辐射特性的研究

本文用螺旋的半圆近似法计算了阿基米德螺旋天线的辐射场。应用几何绕射理论（ＧＴＤ）导出了机载螺旋天线辐射场的计算公式。计算结果与实测结果进行了比较，两者吻合较好。     

MONOSTATIC RADAR CROSS SECTION FOR REFLECTOR ANTENNAS

The calculation formulas of monostatic radar cross-section (RCS) of arbitrary re-flectors with arbitrarily polarized plane-wave incidence are derived, where the spicular field isobtained by geometrical optics (GO) and the edge-diffracted field is calculated by the method ofequivalent currents (MEC). Some typical calculated results are given by means of RCS spatialgraphs. For both horizontal and vertical polarizations, the theoretical results obtained in thispaper agree very well with the experimental results as well as the results from uniform theory ofdiffraction.     

时域有限差分法结合Pade逼近快速获取介质柱宽带RCS频率响应

由于时域信号的计算是在散射体近区内进行的，远区散射场的计算是通过近远场的变换而进行的。采用FDTD法计算散射体的宽频带RCS频率响应时，如果采用频域变换法，需要在很多频点上进行近远场变换计算。为此，本文引入Pade逼近，对FDTD法计算获得的、稀疏的RCS频率响应进行逼近，然后用获得的Pade有理逼近式宽频带RCS频率响应。计算结果表明Pade有理逼近式能很好地逼近FDTD法精确计算的曲线，同时计算速度可加快十多倍。     

Scattering by arbitrarily cross-sectioned layered, lossy dielectric cylinders

The scattering properties of TM or TE illuminated lossy dielectric cylinders of arbitrary cross section are analyzed by the surface integral equation techniques. The surface integral equations are formulated via Maxwell's equations, Green's theorem, and the boundary conditions. The unknown surface fields on the boundaries are then calculated by flat-pulse expansion and point matching. Once the surface fields are found, scattered field in the far-zone and radar cross section (RCS) are readily determined. RCS thus obtained for circular homogeneous dielectric cylinders and dielectric coated conducting cylinders are found to have excellent agreements with the exact eigenfunction expansion results. Extension to arbitrary cross-sectioned cylinders are also obtained for homogeneous lossy elliptical cylinders and wedge-semicircle cross-sectioned cylinders, with and without a conducting cylinder in its center. RCS dependences on frequency and conductivity as well as the matrix stability problem of this surface integral equation method are also examined.     

多元Pade逼近结合FDTD法快速获取柱体宽角度和宽频带RCS

计算散射问题时,采用FDTD法可以很好地解决散射体比较复杂的一类问题。FDTD法的时域特征使得获取频率响应比较容易。但是,一般来说,FDTD法迭代计算的时间比较长。当计算散射体宽角度RCS时,每变换一个角度,就需要重新用FDTD法计算一次。同样,近远区时频变换也要消耗较多的计算时间。引入Pade多元逼近技术,可以大大节省计算时间。对FDTD法计算获得的、稀疏的RCS响应进行逼近,然后用获得的Pade二元逼近式同时计算宽角度和宽频带RCS响应。文中采用了最小二乘法,进行全局约束,以充分利和已有信息,达到最佳副近的效果。计算结果表明Pade有理逼近式能很好地逼近FDTD法精确计算的曲线,同时在计算速度上可加快十几倍。     

基于柱面扫描近场成像的RCS 测量方法研究

该文提出一种基于柱面扫描近场成像的RCS(Radar Cross Section)测量新方法:以理想的各向同性点散射中心模型为核心假设,通过详细的理论推导给出了一种具有通用性的基于柱面扫描近场成像的RCS 测量方法。该方法先得到目标的3 维雷达散射图像,再通过这些等效理想散射中心的散射场叠加获得远处散射场进而给出目标的远场RCS 值。该方法不仅能得到被测目标的3 维雷达散射图像,还能获得一定立体角域的目标远场RCS。相比只能得到2 维雷达散射图以及2 维平面角域RCS 结果的圆迹扫描测试相比,该文所提的柱面扫描测试能得到更多的目标散射信息,具有较强的实用性。仿真结果验证了新方法的可靠性。      

Control of radar cross sections of electrically small hightemperature superconducting antenna elements using a magnetic field

The radar cross sections (RCS) of small circular loops made from YBCO high temperature superconductor are calculated as a function of applied magnetic field strength. It is shown that the RCS is reduced as the magnetic field increases, and that the effect is more pronounced as radiation resistance decreases. Two factors contributing to the RCS reductions are identified, firstly an increase in surface resistance with magnetic field, and secondly a detuning effect caused by a change in the loop input reactance. It is suggested that antennas might be made from superconductor as a means of controlling their RCS, rather than for improved efficiency     

常见定标体的雷达截面计算与仿真

针对雷达截面(Radar Cross Section,RCS)测量技术中的常见定标体,分析了雷达散射截面计算理论,总结推导了几种雷达截面计算方法,获得了常用定标体的RCS精确解.计算结果与测量值相当吻合.运用Matlab编程语言绘制了其仿真结果图.通过比较得出一致性绕射理论在平板RCS测量计算中的合理性.给出了三面角对线极化入射波产生扭转极化和圆极化反射波的方法.计算了某型战斗机的RCS.     

一种电大尺寸涂覆目标RCS 的算法

从Stratton-Chu 积分方程入手,推导出一种光滑凸体金属表面涂覆雷达吸波材料（RAM）的物理光学后向RCS计算公式,同时考虑边缘绕射的贡献,介质劈与金属劈的电磁散射特性是不同的,须通过等效电磁流法(EEC)来求解介质边缘散射加以修正。通过对涂覆平板、涂覆柱锥组合体及某导弹目标RCS 的计算,再与实测值和矩量法结果对比,它们均相吻合,从而验证了算法的有效性和准确性。本算法特别适合大尺寸目标RCS 计算。     

太赫兹雷达RCS测量中的分时定标技术

太赫兹频段的目标散射特性测量技术是当前太赫兹雷达的重要研究方向,其中系统定标技术决定了雷达散射截面积(RCS)测量结果的准确性。使用基于微波倍频源的太赫兹宽带雷达目标散射特性测量系统,该系统由微波源经倍频后,中心频率达到440 GHz,带宽达25.6 GHz。利用光滑表面金属球为标准体,采用分时定标技术对太赫兹雷达系统进行定标,再对金属材质的战斗机模型和吉普车模型进行近场RCS测量实验,获得以上2种典型人造目标的近场RCS测量结果。测试结果与理论趋势符合良好,证明了太赫兹雷达系统RCS测量中分时定标技术的有效性。     

目标雷达散射截面的高频适用条件

根据雷达方程中雷达散射截面参数的物理意义，提出了可以将目标雷达散射截面看成为反射面天线的分析模型，用该模型估算了任意形状平板导体目标后向雷达散射截面，分析了亚毫米波频段使用雷达散射截面参数的适用条件，提出了亚毫米波频段雷达方程中应用雷达散射截面参数的限制条件，给出了平板导体在目标近场条件下，目标实际的雷达散射截面的变化规律，以及与对应情况下平面波照射时的雷达散射截面的关系。