时域散射问题中近场—远场转换的新途径

本文针对散射问题时域近场－远场转换问题。探讨了两种新的算法。其一是采用Ｓｔｒａｔｔｏｎ－Ｃｈｕ散射场物积分表示式，由表面感应直接求时域散射远场。其二是采用拉氏变换和卷积的方法导出求解３－Ｄ和２－Ｄ时域散射远场形式上统一的公式。     

一种近场条件下获取远场RCS 的方法

针对隐身目标自身高度较小、在竖直面上满足远场条件的特点,提出了一种柱面波照射下获得目标远场RCS 的变 换算法。首先根据ISAR 成像中目标反射率空间分布特性不随测试状态而改变的性质,建立多散射中心模型;将入射球面波 等效为柱面波照射;然后利用柱面波在二维直角坐标系下的展开,导出近远场之间的变换关系式。仿真分析表明算法准确有 效。     

用TLM法模拟二维三维电磁散射近场和远场

数值模拟二维等腰直角三角形导电柱体和三维方形导电柱体对高斯脉冲平面波的电磁散射近场和远场分布。数值结果表明在三角柱体的电磁散射近场中镜面反射并不明显,但在远场却非常明显并且成为最主要的散射方向。三维电磁散射的数值结果表明,二次辐射是电磁散射的主要机理,并且在多个导体目标情况下,各自的散射场将互相干涉形成总的散射场。     

耦合目标近场散射外推技术研究

针对具有多次散射的耦合目标在不满足远场条件下测量的散射方向图发生畸变的问题,通过分析耦合目标的近场-远场转换关系,提出一种"多发多收"模式的近场散射外推方法.在获得全角域的近场双站信息后,对各角度近场接收的散射数据进行外推处理,然后根据互易定理,将外推后的数据等效为"远场发射、近场接收"数据.接下来对该数据再进行一次外推,满足"远场发射、远场接收"的条件,最后取出对角线上的元素获得各角度的远场RCS（Radar Cross Section,RCS）.通过建立存在强耦合机制的二面角和腔体结构模型,利用FEKO和MATLAB软件对方法进行仿真,将"多发多收"外推的结果与远场RCS进行比对.结果表明：该方法得到的结果与远场RCS方向图吻合良好,全角域均值误差小于1dB,验证了方法的有效性.     

时域散射问题中近场－远场转换的新途径

本文针对散射问题中时域近场一远场转换问题，探讨了两种新的算法．其一是采用Ｓｔｒａｔｔｏｎ－Ｃｈｕ散射场的积分表示式，由表面感应流直接求时域散射远场．其二是采用拉氏变换和卷积的方法，导出求解３－Ｄ和２－Ｄ时域散射远场形式上统一的公式．文中以规则形体为计算实例，验证了算法的可行性．     

基于散射分布函数模型的近远场变换技术研究

全尺寸目标的电磁散射特性测试,需要足够大的测试距离或紧缩场系统,但是建设满足远场条件的室外静态场与室内紧缩场需要巨大的经费投入和很高的技术条件,更无法对飞行器进行现场成像与雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)诊断.针对近距离测试检定飞行器隐身性能的需求,提出了基于散射分布函数模型的近远场变换算法.建立三维散射分布函数模型,采用三维扫描方式记录近场数据,将球面波函数分别在柱坐标系、三维直角坐标系与球坐标系下展开,变换得到目标的远场数据,通过三维逆傅里叶变换与插值算法给出目标的三维重建图像与远场RCS.仿真分析与实验表明,算法准确有效.     

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.     

自发自收单间平面近场散射测量的研究

对自发自收单站平面近场散射测量进行了研究，并进行计算机模拟。计算结果表明，利用自发自收单站平面近场散射测量所得的单站RCS相对量在扫描面外法向附近一个角域内具有良好的工程精度。最后，本文指出需要进一步深入研究的几个问题。     

复杂目标近场电磁散射的可视化计算方法

首次介绍了复杂目标近场散射计算的可视化方法。采用非均匀有理Ｂ样条曲面（ＮＵＲＢＳ）精确构造任意形状散射体，结合几何体近场透视变换和Ｚ－Ｂｕｆｆｅｒ技术实现了基于Ｗｉｎｄｏｗｓ平台的近场散射计算。提出广义雷达散射截面的概念并给出的若干算例。该方法充分利用了计算机３Ｄ图形设备的几何运算能力，运算速度快，严谨高，可扩展性好。     

近场散射扫描范围及数据处理方法研究

根据双站近场散射测量的基本原理,以二维圆柱作为待测目标,对双站近场散射测量进行了计算机模拟。研究了有限扫描面与数据处理方式对双站近场散射测量结果的影响,总结了不同尺寸的目标所需的扫描面宽度,扫描面与目标的距离,可信角域及其测试精度间的关系,给出了一些有用的结果,证实了一种有效而可靠的近场数据处理方式,提出并论证了一条选择扫描面宽度的原则。     

天线远场散射特性计算模型的分析研究

研究了天线散射特性的仿真计算问题,重点对天线所特有的模式项雷达散射截面积(RCS)进行了分析与计算。首先从天线的散射机理出发,给出了天线散射分析的流程,分析比较了三类典型的天线散射分析方法,并以微带天线为例,采用三类典型的天线散射分析方法,分别得到了天线结构散射截面积和天线模式散射截面积,证明了三类散射分析方法的一致性和正确性。仿真结果为进一步分析研究天线目标的宽带散射特性及对天线的检测和识别问题奠定了基础。     

阵列天线RCS分析及减缩

阵列天线的散射场由结构项散射场和模式项散射场2部分组成,在低RCS阵面设计过程中,两者互为主导,相互制约,必须同时有效克服。文中给出了一些天线结构散射场和模式散射场的减缩方法,仿真结果表明它们能够有效降低天线阵面的雷达散射截面,达到天线隐身的目的,具有较好的工程实用性。     

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。     

复杂目标的近场散射特性分析

详细分析了目标散射随距离而变化的特征，根据散射特点的不同将目标的散射特性分为远场散射、准近场散射、近场散射等三种情况，并对三种情况下的描述的手段进行了讨论，提出在近场条件下，用反射功率比的概念直接对散射目标的特性进行描述。     

X波段柔性编码超表面设计与RCS缩减研究

设计了一种柔性非定向低散射2 bit编码超表面。将4 种具有不同反射相位的基本单元随机排列构成整个相位梯度超表面,其对入射电磁波形成无规则散射,实现RCS 缩减特性。实验结果表明:在频点8.40 GHz处,编码超表面的垂直入射反射率为-13.5 dB,偏离法线-30°-30°范围RCS平均缩减为10.0 dB。进一步的研究结果表明,编码超表面弯曲在直径为7 cm 的圆柱面上,RCS平均缩减可达7.8 dB。该超表面可实现曲面的RCS有效缩减。该柔性编码超表面在天线、电磁隐身等领域具有潜在的应用价值。     

来自分形粗糙面球面波近场散射特性

本文研究粗糙面球面波近场散射效应,分析计算了理想条件下由于路径相关引起的干涉效应;用带限分形函数来模拟二维粗糙表面,从动态和静态角度,揭示在许多不同条件下粗糙面单站近场散射的物理机理。     

近远场变换中的模糊相位恢复与远场重建

本文用泛函方法探讨了仅用近场振幅数据进行了近远场变换的相位逆问题。推导出了一组非线性方程，使一曲面上场相位与此曲面及另一曲面上场振幅的关系一目了然，所建立的目标泛函属于实空间，形式简洁易于处理，减少了数据量。数值结果表明，当相位初值在解的附近时，相位能得到恢复。     

远场法重现近场同轴全息图

采用近场方式记录的同轴全息图重现时受孪生像的影响比较严重;采用远场方式记录的同轴全息图重现时几乎不受孪生像的影响。为了提高成像分辨率,人们采用近场方式记录软X射线同轴全息图,本文利用计算机实现近场全息图的远场法重现。模拟实验证实了方法的可行性。     

激光引信目标近场散射特性研究

基于激光引信近场散射模型,采用波速分割技术来处理宽波束局部照射目标的散射功率的计算,提出一种激光近场散射仿真算法,并运用计算机仿真技术结合粗糙面光散射理论,模拟计算激光引信接收功率,计算结果与实际测量吻合的较好。