N阶色散媒质的瞬态散射特性

本文提出了Ｎ阶色散媒质瞬态特性的时域分析方法，结合Ｚ变换对常规的时域有限差分（ＦＤＴＤ）法进行了修正，改进后的ＦＤＴＤ法能分析和与频率有关的电磁场问题，具有方法简洁、易实现等优点。为验证此方法的有效性和可靠性，对Ｎ阶色散媒质的反向系数进行了分析与计算，并与已知的解析结果进行了比较，同时，采用此时域方法对Ｎ阶色散媒质和导体覆盖Ｎ阶色散媒质散射场进行了计算和分析。     

瞬变电磁波在色散媒质中的传播与散射

色散媒质中瞬变电磁波的传播与散射等问题的计算分析是比较困难的，特别是在时域直接分析更加困难，本文采用时域的有限差分析来分析色散媒质中的瞬变场能直观可靠地反映其特性，为色散媒质中瞬变场的分析与研究和对目标识别，电磁兼容和隐形技术等领域的理论及应用研究提供了一种简便有效的数值计算方法。     

FD—TD法计算色散媒质中埋入异常体的电磁散射

本文论述了ＦＤ－ＴＤ法用于计算地下浅层目标的电磁散射问题。推出了Ｄｅｂｙｅ型色散媒质中ＦＤ－ＴＤ法的迭代公式和吸收边界条件。通过将ＦＤ－ＴＤ法计算的结果与其它结果相比较，证实了该方法计算有耗媒质中电磁场问题的有效性。对瞬态脉冲在色散媒质中的传播特性进行了讨论。分别计算了典型地下目标的散射波形和波形堆积图。     

时域反演德鲁色散媒质的电磁逆散射技术

德鲁(Drude)经验模型常用于描述等离子体、金属等媒质的电色散特性.利用宽带的时域测量数据直接反演电参数,相比单频(频域)技术而言,具有信息量大、成像分辨率高的优势.时域直接反演色散媒质电参数的主要困难在于它们是频率相关的.为了克服该困难,本文提出了一种时域电磁(EM)逆散射新技术:转而同时反演德鲁模型的4类频率无关的模型参数.该技术的主要环节为:(1)描述为含正则化项的约束最小化问题;(2)转化为无约束最小化问题;(3)解析导出梯度;(4)分别利用时域有限差分(FDTD)法、共轭梯度(CG)法迭代求解正演、反演子问题.在一维(1-D)、二维(2-D)两个数值算例中,所需的测量数据也由FDTD仿真值代替,并加入了加性高斯白噪声(AWGN).反演结果初步证实了该技术的性能.     

随机球粒媒质的弹性多散射

从多散射场的基本积分方程出发,利用场的矢量球波函数展开及矢量球波函数的坐标变换迭加公式,导出了求解随机球粒媒质的弹性多散射场矢量球波函数展开系数的一组耦合线性方程,从而建立起一种新的分析随机球粒媒质的弹性多散射理论。不同于现有方法,本文方法得到了整个空间的多散射场。     

色散媒质中ADI-FDTD

基于交替方向隐式(ADI)技术的时域有限差分(FDTD)法是一种非条件稳定的计算方法，该方法的时间步长不受Courant稳定条件限制，而由数值色散误差决定。与传统的FDTD相比，ADI-FDTD增大了时间步长，从而缩短了总的计算时间。本文采用递归卷积方法将ADI-FDTD推广应用于色散媒质，推导了二维情况下色散媒质中的ADI-FDTD迭代公式。应用推导公式计算了色散土壤中目标的散射，并与色散媒质FDTD结果对比，在大量减少计算时间的情况下，两者结果符合很好。     

修正T矩阵公式及半空间随机球粒媒质的电磁波多散射

本文将“两外空间”概念与普通Ｔ矩阵公式相结合,提出了修正Ｔ矩阵公式,作为应用实例,本文用修正Ｔ矩阵理论研究了半空间随机球粒媒质的电磁波多散射,在Ｆｏｌｄｙ近似下得到了确定媒质有效波散的一个超越方程,低频时的数值结果表明：修正Ｔ矩阵方法当颗粒稀疏分时是可行的,当颗粒致密分布时,尚需采用引入颗粒对分布函数的准晶近似。     

多极德拜色散媒质的时域电磁逆散射改进技术

在已有的经验模型中,多极德拜(Debye)模型最适合高精地描述生物组织、土壤、水等媒质的色散特性.为了同时反演这类媒质的电磁参数,本文提出了一种时域逆散射改进技术:分别应用迭代法和吉洪诺夫(Tikhonov)正则化技术克服逆问题的非线性和病态性困难;解析导出了目标泛函关于目标参数的梯度;迭代重建过程中,产生的正演、反演子问题分别选用时域有限差分(FDTD)法、共轭梯度(CG)法求解.噪声环境下,通过两个一维(1-D)的数值算例,初步证实了该技术的可行性和鲁棒性.     

FD－TD法计算色散媒质中埋入异常体的电磁散射

本文论述了ＦＤ－ＴＤ法用于计算地下浅层目标的电磁散射问题。推出了Ｄｅｂｙｅ型色散媒质中ＦＤ－ＴＤ法的迭代公式和吸收边界条件。通过将ＦＤ－ＴＤ法计算的结果与其它结果相比较，证实了该方法计算有耗媒质中电磁场问题的有效性。对瞬态脉冲在色散媒质中的传播特性进行了讨论。分别计算了典型地下目标的散射波形和波形堆积图。     

色散媒质二阶时域参量的演绎

为了实现色散媒质二阶时域参量的变换, 提出将色散媒质二阶参量演绎为时域参量的方法.以德拜媒质水为对象, 依据其本构参量和平面波在空气-水分界面上频域反射和透射系数, 先建立其频域超越方程式; 再依据易于得到的本构时域参量和待求的时域参量建立起其相应的时域超越方程式, 对其用迭代方法可演绎出二阶时域参量.通过时-频变换技术已证明方法的有效性.给出演绎过程和技术要点, 并对所得结果进行了讨论, 展示了因果关系.本演绎技术具有拓展延伸的潜力.     

地下三维目标电磁散射特性研究

本文推出集总电阻加载圆柱形天线在时域有限差分（FD-TD）法中的计算公式。对Mur二阶吸收边界条件在三维FD-TD法计算中的稳定性进行了研究，提出保证Mur二阶吸收边界条件稳定所必须注意的问题。在集总电阻加载圆柱形天线激励下，对色激媒质中三维目标的瞬态电磁散射特性进行了计算和分析，并将部分计算结果与实验测试的结果进行了比较，二者具有比较好的一致性。研究了色散媒质和目标特性对目标回波信号的影响，并对有耗媒质中细导线型目标的瞬态散射机理进行了分析。     

地下目标的瞬态电磁散射特性分析及成像

地下目标的瞬态电磁散射分析对于探测、检验及识别埋地目标，特别是冲击探地雷达的研究具有重要的理论和应用价值。本文用FDTD三维建模计算在收发天线作用下地下无限长管道的时域散射场，重点探讨适用于吸收土壤中凋落波的GPML吸收边界以及处理有耗色散媒质的(FD)^2TD算法，并利用所得数据进行成像分析。BP方法成像结果证明了整个模拟计算过程的正确性。     

任意截面导体柱的电磁散射数值解

卡门翼形和任意多边形是两种典型的不规则形体，由于其不规则曲边和尖锐的角点，它们的电磁散射问题给传统的FDTD数值求解造成了一定的困难，这是因为要获得较高的精度，必须细分网格，从而增加内存需求和计算时间，本文利用形体变换结合时域有限差分法的Thompson-FDTD方法对这两种典型的不利形体的散射问题进行了数值模拟，其结果进一步验证了Thompson-FDTD方法对散射体几何形状变化具有较强的适应能力和较高的数值精度。     

典型隐身飞机缩比模型的瞬态散射仿真与实验

用时域有限差分方法计算了某典型隐身飞机缩比金属模型涂敷与未涂敷吸波材料的瞬态散射,并通过暗室测量及外场实验得到了缩比模型的脉冲回波。结果表明:在低频区,外形隐身和吸波材料隐身效果不明显,也证实了窄脉冲信号能发现和识别隐身目标。     

手征材料涂覆导体目标电磁散射特性的PO分析

从Maxwell方程出发 ,推导出平面波照射下手征介质涂覆导体目标表面等效电磁流的一般表达式 ,并基于切平面近似 ,给出了计算手征介质涂覆导体目标电磁散射的物理光学 (PO)解。在此基础上 ,计算了T形结构及锥柱结构的散射特性 ,分析了手征材料参数对电磁散射的影响 ,得到了一些有益的结果。为电大尺寸手征介质涂覆导体目标电磁散射特性的快速估计提供了一种有效的手段     

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.     

混合法在二维导体目标散射中的应用

本文介绍了以高频渐近法和矩量法为基础的一种求解复杂散射体的混合法，并结合计算实例分析了该方法的特点，准确性以及目前存在的缺点。