几何绕射理论应用中的后向射线跟踪问题

讨论了几何绕射理论应用中后向射线跟踪问题,给出陕面反射射线、曲面绕射射线、边缘射射线、曲面绕射－平面反射射线和曲面绕射－边缘绕射射线的跟踪方法,讨论了相关射线的遮挡问题。     

GTD中绕射线的寻迹

本文根据微分几何原理,从广义费马原理出发,导出了适用于圆锥和圆柱体上天线绕射线的寻迹方程。求解寻迹方程,便得到曲面绕射线的轨迹和边缘绕射点的位置,从而可以计算它的绕射场。最后,给出一些理论和实验数据,得到了令人满意的结果。     

用射线追踪法设计和优化双柱面紧缩场反射面锯齿

利用几何绕射理论的射线追踪方法可以快速、直观的分析紧缩场反射面边缘锯齿对紧缩场口面场的影响，达到快速设计和优化锯齿的目的。文中给出了射线追踪方法。场分布与实测值基本吻合。     

NURBS-UTD方法的爬行波射线寻迹算法

针对一致性几何绕射理论方法不能处理任意弯曲模型这一缺陷,研究了基于任意曲面模型的一致性几何绕射理论方法,采用数值的微分几何手段提出了基于非均匀有理B样条建模技术的一致性几何绕射理论方法中在暗区占主要地位的爬行波射线的寻迹算法,使得一致性几何绕射理论方法可应用到复杂电磁目标的分析中．这种算法可以应用于已有的板、柱、锥模型,并且可以有效地处理以往无法操作的任意光滑凸曲面．     

用极化理论分析锥体的后向散射场

在一致性几何绕射理论基础上，采用等效电流的方法给出了有限锥体在完全极化平面波照射下后向散射场的散射极化矩表示式。通过能量散射矩阵得出最佳散射的极化条件。由米勒矩阵分析了相差的密度函数，并得各自相应的数值结果。     

有限长圆柱后向散射场的极化特性

应用物理光学和一致性几何绕射理论给出了有限长导体圆柱在完全平面极化电磁波照射下后向散射场的极化散射矩阵表示式．分析了圆柱体后向散射场的极化特性．     

用复射线法分析凹槽散射

凹槽散射是开口腔结构的一种典型代表，用复射线方法十分简便地实现了凹槽结构散射宽度的预估，并用ＧＴＤ理论对复射线场在入射口顺边缘上的绕射场贡献作了简化处理，计算结果与射线模式法所得结果吻合较好，但简化算法却可节省大量计算机时间。     

UTD算法中平板二阶场的求解

根据惠更斯原理,平板二阶场的求场可以转化为一阶场的迭加,因此射线追踪就是平板二阶场计算的关键．按照镜像法的思想,提出了平板二阶场的射线追踪方法．对于反射—反射,反射—绕射,以及绕射—反射都可以根据源点或场点关于板的镜像点很容易得到解析结果;对于绕射—绕射,采用几何与代数相结合的办法,将二阶场的射线追踪转化为方程组的求解,给出了必要的理论证明以及算例,结果表明该方法精度和速度与数值搜索方法相比都有所提高．     

圆锥体与圆柱体的几何绕射理论绕射线寻迹

基于几何绕射理论研究了圆锥体以及圆柱体上精确的绕射寻迹方程，所得公式在射线寻迹上适用于远场与近场，比目前文献提及的方法更精确，数值计算结果在远场情况下与文献结果吻合，该方法应用于工程计算中能得到较为满意的结果。     

带后腔螺旋天线辐射场的计算

文中用半圆近似螺旋线，导出了阿基米德螺刻天线辐射场的计算公式，应用几何绕射理论，计算了带后腔的螺旋天线的辐射场，计算结果与实测结果进行了比较，两者吻合较好。     

时域等效边缘电流方法计算平板的瞬态散射

通过对频域等效边缘电流的表达式进行傅里叶逆变换,可得到时域等效边缘电流的表达式,并将其应用于瞬态散射的分析．通过对入射场和边缘处绕射系数的路径积分得到时域绕射场,其在绕射线的焦散区是有限的．将平板瞬态散射的时域等效边缘电流和时域有限差分结果进行比较,结果相符．     

Edge diffraction correction for 3D scattering center modeling based on the shooting and bouncing ray technique

In the traditional scattering center extraction method based on the shooting and bouncing ray(SBR) technique,only the physical optics contribution of the target is considered.However,the physical optics method is unable to describe the contribution of the actual edge diffraction.By comprehensively considering the specular reflection and edge diffraction contribution of the target,an edge diffraction correction method for 3D scattering center modeling based on the SBR technique is proposed.Using the SBR technique and combining the image domain ray tube integration and equivalent edge currents method,the edge diffraction correcting formula for the 3D inverse synthetic aperture radar image is derived.Simulation results show that the proposed method is able to effectively improve the modeling accuracy of the 3D scattering center.     

用微分边缘绕射系数法计算多边形平板的散射远场

本文根据微分长度绕射系数法的思想,采用适于任意观察方向的等效电流的严格渐近表达式,推导得到了可有效地表示有边缘理想导体散射远场与入射场之间关系的微分边缘绕射系数。文中采用微分边缘绕射系数计算了几种不同形状的理想导体平板的雷达散射截面,获得了与实验结果相吻合的计算结果,并且在工程计算的实用性方面显示出了优越性。     

Theoretical Models of Light Scattering Applied in Sizing Particles in Coal Water Slurry

Advantges and disadvantage of Mie scattering model and Fraunhofer diffraction model are discussed. The result shows that 1) the Fraunhofer diffraction model is simple in design and fast in operation, which is quite suitable for on-line control and 2) the intensity and energy distribution of diffracted light of both the Mie scattering model and the Fraunhofer theoretical model are compared and researched. Feasibility of using the Fraunhofer diffraction model to replace the Mie scattering model in measuring particles in coal water slurry is demonstrated.     

光镊模型的矢量衍射矩阵化方法与应用研究

光镊是生物物理以及生物工程领域的一种重要工具,光镊模型及其求解是目前的一个研究重点。根据矢量散射的基本原理和米氏散射作用,提出了一种将矢量衍射方程矩阵化的方法,该方法把经过透镜汇聚的入射光束进行平面波分解,结合米氏散射公式与旋转变换,然后导出了散射光场的矩阵形式,最后将该矩阵应用于模拟计算米氏散射的光场。此方法不限制光束的波长,不但简化了运算难度,也获得了与无散射情况下的矢量衍射计算、有散射情况下的瑞利近似计算各自相同的结果。本文的研究方法可应用于具有一定大小粒子的散射计算,为进一步控制光镊行为提供了依据。     

机载脊喇叭天线辐射特性分析

基于一致性几何绕射理论分析飞机机体结构对安装在机背上的双脊喇叭天线辐射特性的影响,分析了机载双脊喇叭天线各辐射场分量的计算方法,计算了天线经简化机体散射后的方向图。仿真实验结果表明,机体对天线辐射特性的影响主要在机身表面的反射、结构边缘的绕射,而表面爬行波对天线方向图主瓣的影响非常小,其影响主要在后瓣。计算结果可为天线安装后辐射性能预测和最优化配置提供理论依据。     

一种透明全息投影显示屏的研制

研制了一种透明平面全息显示屏。显示屏由全息像素组成，每一个像素都基于散斑的像面全息结构，其中基元光栅起到调制入射光并定向衍射成像的作用。分析了显示屏的视场特性，对不同的参物比对显示屏衍射效率的影响进行了测量和分析。全息显示屏具有高亮度和消色散的优点，浮雕型结构便于进行大幅面的快速微纳米压印复制，使得所提出的显示屏具有低成本的工艺优势。     

中子衍射用于测定锂离子二次电池电极材料的结构分析研究

中子衍射的锂离子二次电池的结构分析和原位分析方法是一种较为新型的研究方法.由于中子与原子核相互作用,其可以解析样品的整体结构同时可以分析少量微相.另外,中子具有很高的穿透力,可以在无损状态下进行原位分析.此外,中子射线照片也可以用来观察系统中是否存在液体或气体.因此,使用中子衍射来分析锂离子二次电池的劣化反应、次要相以及在实际电池运行过程中出现的问题是非常合适的方法.     

光斜入射下光栅公式与特性研究

主要讨论了当入射光斜入射光栅表面时的光栅衍射公式。分析光在不同入射方向下的光栅公式的具体表达式，认为在讨论的三种光栅公式中第二种光栅表达式易理解且计算方便。讨论了光斜入射下的衍射光光谱。当入射光斜入射光栅表面时，通过改变入射光的斜入射角度，在衍射光一侧存在着一个最小衍射光谱线位置，并分析了斜入射光下的光栅特性。     

旋磁各向异性非均匀球体电磁散射特性

应用 T 矩阵方法推导了旋磁各向异性径向非均匀球体散射场的解析解。置于自由空间的球形结构被分为N个区域,每个区域的材料参数为标量电导率和旋磁张量磁导率。根据球矢量波函数理论将入射场,散射场以及球体内部各个区域的电磁场展开为球矢量波函数的线性叠加,最后通过匹配边界条件求得散射系数。雷达散射截面数值结果与有限元方法得到的数值结果有很好的吻合,验证了公式的正确性与有效性。最后给出几个新的算例分析了旋磁非均匀球体的散射特性。