利用奇异值分解快速计算单站RCS的算法

在特征基函数方法中,应用多层奇异值分解技术,由空间各个角度入射的一系列平面波谱生成的初次特征基函数构造出与入射角度、极化方式无关的正交特征基函数组,通过该组基函数的不同线性组合,求出平面波以任意角度照射下金属目标的表面电流分布,进而实现金属目标单站RCS曲线的快速计算。文中结合物理光学法和二叉树动态存储技术,进一步降低存储需求和初次基函数的计算时间。数值算例表明本文方法的正确性和高效性。     

扩展导体目标RCS快速计算的超宽带特征基函数法

用超宽带特征基函数法（UCBFM）分析扩展多导体目标的宽带散射特性。该方法保留了传统的特征基函数法（CBFM）可加速求解矩量法（MoM）中矩阵方程的优点,同时可通过将在最高频率点提取的超宽带特征基函数（UCBF）,运用于其他频率点构建MoM减阶矩阵,实现快速频率扫描。相比于传统的CBFM,UCBFM因为不需要在每个频率点重复计算特征基函数（CBF）,故可大大减少计算时间。该方法提供了一种快速分析目标宽带散射特性的解决途径。仿真计算了2×2导体球和3×1立方导体的扩展多导体宽带RCS频率响应,数值结果验证了该方法在此类问题求解中的有效性。     

渐近波形估计技术在涂敷导体柱宽角度RCS快速计算中的应用

采用渐近波形估计技术 (AWE)和矩量法相结合的方法 ,计算了TM波入射下表面涂敷有耗介质的导体柱的宽角度单站RCS ,本方法首先采用矩量法求解由电磁场等效原理得到的介质层表面等效电磁流耦合方程 ,得到柱体在某一给定方向入射波照射下的电流和磁流密度 ,然后采用渐近波形估计技术将任意角度入射波照射下的电流和磁流密度在给定的角度附近按Taylor级数展开 ,通过Pad埁逼近将Ｔａｙｌｏｒ级数转化为有理函数 ,由此可以得到涂敷导体柱在任意角度TM波入射下的电流和磁流密度 ,进而可以得到柱体的宽角度RCS。此方法得到的结果与由MOM计算的结果完全吻合 ,而AWE的计算效率却提高了一个数量级。     

基于AWE技术的宽角度与宽频带RCS的快速计算

目标的雷达散射截面（RCS）与照射角度和照射频率都有关系,采用渐近波形估计（AWE）技术在角度域和频率域上预测任意形状的理想导体的单站RCS,通过Pade逼近求出给定角度域内任意角度及给定频带内任意频点的表面电流密度分布,进而计算出给定目标的散射场及雷达散射截面。对数值结果与矩量法逐点求解的结果进行了比较,两者吻合较好,而且提高了计算效率。     

应用改进的快速偶极子法和特征基函数法分析导体目标电磁散射特性

该文提出了一种分析导体目标电磁散射特性的有效数值方法,该方法基于特征基函数法,将改进后的快速偶极子法与之相结合,把远场组间的矩阵矢量积转化为聚集-转移-发散的形式,从而加速次要特征基函数和缩减矩阵构建过程中的矩阵矢量相乘的速度。与传统的快速偶极子法结合特征基函数法相比较,在同等精度下,计算时间和内存消耗都得到了有效地缩减,数值结果证明了该方法的精确性和有效性。     

应用通用特征基函数求解目标宽带雷达散射截面

基于特征基函数法提出了一种分析目标宽带电磁散射特性的快速有效数值方法.该方法在期望频段内,求出最高频率点的主要特征基函数和次要特征基函数并进行奇异值分解,生成通用特征基函数,该通用特征基函数能够在整个频段内重复运用,从而快速获得期望频段的目标电磁散射特性.应用自适应交叉近似算法加速阻抗矩阵元素的计算,提高次要特征基函数和缩减矩阵构建过程中的矩阵矢量相乘速度.与传统方法相比,计算精度和计算效率都得到了大大提高,数值结果证明了所提方法的精确性和有效性.     

电磁散射研究中的自适应修正特征基函数法

该文提出了一种新的特征基函数法自适应修正特征基函数法(Adaptively Modified Characteristic Basis Function Method, AMCBFM)。首先在分块子域上构建初次基函数,并计算出基函数的系数以及各块的初次电流;而后用块间互阻抗、各块的初次电流以及初次基函数系数的模来构造反映块间耦合的二次基函数,计算出其系数以及更为精确的电流,高次基函数的求解依此类推,应用一种新的精度判断方法方便地控制电流误差以停止计算更高次的基函数。讨论了不同模型时,不同特征基函数法的精度收敛性能,AMCBFM在基函数阶数较低时收敛性能优于已有的方法。还分析了在尽可能提高计算速度时分块数目与未知数个数的关系。数值结果表明,AMCBFM具有有效降低计算矩阵的尺寸,精度高,计算速度快,误差易控制等优点。     

T矩阵递推算法用于二维混合目标RCS计算

利用递推算法计算任意形状二维导体加介质体目标的电磁散射。建立导体部分单独存在时的T矩阵，对于内谐振频率点上生成的病态矩阵用奇异值分解方法解决，用广义递推算法求出有耗介质单体T矩阵。然后采用二体散射的方法求得总散射场。计算结果表明了该方法的正确性。     

浅析计算电磁学中矩量法的重要分支——特征基函数法

简要回顾了计算电磁学中矩量法的提出、原理以及发展应用,并对其中的一个重要分支——特征基函数法进行了详细的剖析,着重阐述了该方法的应用背景、原理、分类以及加速技术等。研究表明,该方法基于分块技术,降低了矩阵阶数,节省了内存,适用于处理电大尺寸目标的电磁散射和辐射问题,也非常适合于并行计算,是一种比较有效的计算方法。     

介质目标电磁散射特性的多层特征基函数法分析

特征基函数法是近几年提出的一种基于分块和高阶基函数概念求解电磁散射问题的快速算法.为了更有效地分析电大尺寸多目标的电磁散射问题,将基于Foldy-Lax多径散射方程的特征基函数法扩展为多层特征基函数法,通过对子域进行多层划分来控制生成矩阵维数的大小和计算精度.应用多层特征基函数法计算了介质目标的远区散射场,数值结果与传统特征基函数法的计算结果吻合良好,且计算效率明显提高.     

Fast computation of wideband RCS using characteristic basis function method and asymptotic waveform evaluation technique

The Asymptotic Waveform Evaluation (AWE) technique is an extrapolation method that provides a reduced-order model of linear system and has already been successfully used to analyze wideband electromagnetic scattering problems. As the number of unknowns increases, the size of Method Of Moments (MOM) impedance matrix grows very rapidly, so it is a prohibitive task for the computation of wideband Radar Cross Section (RCS) from electrically large object or multi-objects using the traditional AWE technique that needs to solve directly matrix inversion. In this paper, an AWE technique based on the Characteristic Basis Function (CBF) method, which can reduce the matrix size to a manageable size for direct matrix inversion, is proposed to analyze electromagnetic scattering from multi-objects over a given frequency band. Numerical examples are presented to illustrate the computational accuracy and efficiency of the proposed method.     

一种改进的奇异值分解语音增强方法

该文将多麦克语音增强方法用于单麦克语音增强,给出了一种改进的奇异值分解语音增强方法。该方法首先对输入矩阵进行雅克比奇异值分解,用得到的奇异值矢量构造语音增强滤波器;然后用输入矩阵与滤波器权矢量相乘来构造各路信号;最后采用麦克风阵列波束形成的方法,得到增强后的语音信号。仿真结果表明,该方法能有效地去除加性噪声,并且改善了语音质量。     

复杂目标的太赫兹波近场RCS快速计算

在太赫兹频段,散射目标大部分处于近场区域,远场计算方法已经不再适用,为此该文推导了近场雷达散射截面(RCS)的计算公式。针对太赫兹频段近场条件下,物理光学法(PO)由于面元数量巨大引起的遮挡判断耗时过长,以及图形电磁学(GRECO)以像素为计算单位计算误差过大的问题,该文提出一种以面元为计算单位,以像素为遮挡判断单位的复杂目标太赫兹波近场RCS的快速计算方法,该方法在保证计算精度的基础上,大大降低了遮挡判断的计算复杂度和时间。最后,以标准目标体平板、球体以及复杂目标体卫星在不同距离下的雷达散射截面的计算为例,验证了该方法的有效性和准确性。     

一类非线性信号去噪的奇异值分解有效迭代方法

对于一类非线性信号的去噪问题,该文提出一种基于奇异值分解(Singular Value Decomposition, SVD)的有效迭代方法。对现有奇异值差分谱方法在两类不同非线性信号上的去噪效果进行了对比,指出在信号不具有明显特征频率、非周期性变化时这一方法并不适用,并分析了现象产生的原因;然后针对该类信号的特点重新定义了Hankel矩阵结构,给出有效奇异值的确定方式,并通过SVD多次迭代过程实现对该类信号的有效去噪。对实际飞行数据去噪的实验结果表明,该方法对提出的一类信号对象不仅去噪效果良好,而且可提高运算效率。     

基于局部结构张量的无参考型图像质量评价方法

该文提出一种基于局部结构张量奇异值分解的无参考型图像质量评价方法,由于图像局部结构张量能反映图像几何结构,因此利用张量特征值之间的关系来度量图像噪声与模糊水平,将两个度量结合得到图像质量的综合评价。通过分析仿真图像和实际图像的质量评价结果,该方法能同时度量因噪声和模糊造成失真后的图像质量。与图像质量评价数据库的主观评价结果比较表明,该文方法与主观评价结果相关性强,能很好地反映图像质量的视觉感知效果,并且易于实现。     

一种基于投影的小波矩及其在图像识别中的应用

该文提出了一种基于图像投影的小波不变量算法。首先将图像投影到一维空间,然后引入一种平移和比例不变自适应一维小波变换,利用该变换获得图像的平移和比例不变特征。由于图像的旋转导致特征矩阵发生行之间的循环平移,该文利用奇异值分解进行研究,得到的奇异值向量具有图像的3个不变性。实验分析表明,本文方法具有较好的图像识别效果。     

一种应用于目标宽带RCS快速计算的高效预处理技术

矩量法常与渐近波形估计技术结合用于目标宽带雷达散射截面的快速计算,然而当目标为电大尺寸时,此种方法仍然十分耗时。该文使用一种基于可变内外迭代技术的Krylov子空间迭代法FBICGSTAB求解由电场积分方程离散得到的大型稠密矩阵方程。同时近场矩阵预处理技术将与双阈值不完全LU分解预处理技术结合用于降低FBICGSTAB的迭代求解次数。数值计算表明：在不影响精度的前提下,该文方法可以大大提高目标宽带雷达散射截面的计算效率。     

基于正交投影的海面小目标检测技术

强烈的海杂波将海面低速运动小目标的回波信号淹没,导致雷达难以检测到目标。针对这一问题,该文提出了基于正交投影的恒虚警率(CFAR)检测方法。该方法利用邻近距离单元杂波的相关性,通过正交投影方法实现对杂波的抑制,进而实现CFAR检测。同时,该文给出了基于正交投影的CFAR检测器实现结构图,对比分析了正交投影方法与奇异值分解方法的杂波抑制效果和计算量。理论分析与实测数据处理结果验证了该文所提方法的优越性。