面向远场计算的波谱射线方法

根据天线远区场对口径波谱的局部依赖特性,引入有效近场的概念,提出一种面向远场计算的波谱射线方法,该法采用波谱射线抽取的方法计算有效近场,通过近场空域积分计算远场,适合于具有雷达罩,透镜等近区散射体的天线远场计算。文中以带罩连续口径及阵列天线的远场方向计算为例,验证了方法的正确性和有效性。     

球面近远场和远近场变换算法

天线的远场对于研究天线辐射特性具有重大意义，近场测量技术因其能够避免直接测量远场而得到广泛应用，该技术采用近远场变换获得远场，然而，检验该远场的准确性也是很重要的.为了解决此类问题，文中以球面近场测量为例，提供了一种解决方案.该方案主要探讨了球面波模式展开理论，该理论是实现球面近远场变换算法的关键，其将待测天线在空间建立的场展开成球面波函数之和，天线的加权系数既包含了远场信息也包含了近场信息.因此，不仅能够利用近场测量信息获得远场辐射特性，同样能够利用远场辐射特性反推得到近场处电场，这样就能检验由近远场变换算法得到的远场是否准确.文中首先推算得到了近远场变换公式，随后进一步推算得到远近场变换的公式，最后将本文算法计算结果与FEKO测量结果进行比较，二者吻合良好，从而证实了本文两种算法的有效性.     

考虑互耦的阵列天线辐射近场近似计算方法

针对大规模阵列天线辐射近场电磁兼容性问题,基于有源单元方向图原理和子阵信息的综合方法计算了大规模阵列天线辐射近场场强的分布。该方法采用等效技术获取大规模阵列天线的端口特性,进一步结合天线单元的远场数据综合分析得到大规模阵列天线的近场分布;计算结果表明,在满足天线单元辐射远场条件下,该方法能够准确计算出大规模阵列天线的辐射近场分布。相较于全波分析,本方法在保证精度的同时,提高了计算效率,并且具有良好的灵活性。通过全波分析的数值算例验证了该方法的正确性。     

车载多天线系统的电磁兼容问题分析

本文采用矩量法和微波网络理论相结合的方法分析了车载多天线系统的电磁兼容问题，该方法先将天线系统等效为微波网络，然后采用矩量法求解该等效网络的导纳矩阵Y，利用该导纳矩阵可求得天线间的耦合度，文中也对发射功率较大的天线的近场分布进行了分析。     

口径/谱域积分-表面积分法的研究

 通过分析口径积分、平面波谱理论关于天线近场计算的特点,获得一种混合的天线近场计算方法.结合表面积分技术,提出了口径/谱域积分-表面积分法,用于三维天线-罩系统电性能数值仿真.该方法吸取了口径积分和平面波谱理论的优点,对于天线近场的分析更为精确、实用.以弹载天线罩为仿真实例,结果表明,与口径积分-表面积分法和平面波谱-表面积分法相比,口径/谱域积分-表面积分法的计算结果与实验结果更为吻合,证明了该算法具有更高的精确度.     

相控阵天线中场校正技术研究

提出一种相控阵天线中场校正新技术。该技术利用一个参考天线放在被测阵列前方一定距离处的几个特定位置上对天线单元进行测试，通过数据相关处理获得校正参数。文中系统地介绍了该技术的基本原理及其在相控阵天线校正中的应用方法。建立了一个简易的中场校正系统，并在低副瓣相控阵天线上进行了校正试验。与近场校正结果比较，两者相近。     

单脉冲寻向天线和目标的一体化仿真及测角误差分析

本文通过矩量法及其高效数值方法（MLFMA）对近距离目标--单脉冲收发天线的电磁互作用进行一体化数值仿真,定量研究了单脉冲天线的近场角度测量特性.在该近场模型中,目标散射近场的幅、相分布和同轴探针激励的喇叭单脉冲天线的辐射场（对应远场和波束）、接收端响应（对应远场差波束）均采用全波数值模拟获得.首先,计算单脉冲天线的辐射场并将其作为对目标照射的激励条件;接着,计算目标散射近场的空间分布;并计算出单脉冲天线所接收到的目标散射场;最后,使用幅值法和相位法计算出单脉冲天线近场测角角度,并在此基础上对近距离测角误差进行研究.在导弹目标算例中,将天线--目标一体化建模和天线口径面上散射近场的幅、相分布计算结果用于近距离条件下单脉冲天线测角误差的研究,并通过频率、距离的变化对测角精度做了对比分析;发现目标近场散射幅、相分布的非均匀性,是导致单脉冲天线近距离角度测量产生较显著的测角误差的主要原因;而频率较低时,测角误差较小.文中给出了物理解释,并提出近距离测向时借助于较低频信号的校正以降低测角误差的建议.     

GTD分析阵列天线在复杂电磁环境下的近场受扰

给出了应用几何绕射理论(GTD)分析计算机载电大尺寸阵列天线方向图的一种方法,比较好地解决了在复杂电磁环境下,大型阵列天线近场受扰分析的问题.该方法将阵列天线的每个阵元看成电偶极子,由于电偶极子尺寸很小,因而可以认为阵列的近场区仍然是单个电偶极子的远场区.根据这样的远场近似,可以利用几何绕射理论用解析方法计算每个电偶极子受到遮挡影响的场分布.通过独立地对阵列天线的每个阵元单独寻迹计算,并且将所有阵元的场进行叠加,就可以得到整个阵列天线受到处于近场的障碍物遮挡影响的场分布.应用此方法计算了一个阵列天线受到近场遮挡之后的方向图,并与应用HFSS仿真软件计算的结果进行了比较.计算结果表明,这一方法可以很好地应用于复杂电磁环境中大型阵列天线的近场受扰问题分析.     

基于未知源域重构的无相位近场测量技术

天线的远场对于研究天线辐射特性具有重大意义,由于远场的直接测量有着诸多限制,近场测量技术计算远场因其简洁准确的特点得到广泛应用. 然而,传统的近场测量技术要求获取近场区的幅度和相位分布才能发挥作用,随着天线频率的升高,人们想要在近场区获取准确的相位信息变得十分困难. 为了解决该技术难题,文中提出一种无相位近场测量技术. 利用一个封闭面上的幅度信息重建或猜测出包围待测天线的球面切向电场分布,并采用遗传算法进行全局优化,其最初为四组随机数据,经过数次优化后将逐渐接近准确结果. 仿真结果表明,本文方法能够在忽略相位信号的前提下,计算出准确的远场辐射特性.     

球面近场下相控阵天线口径诊断研究

在近场测量系统中,天线口径诊断是其中一项重要功能,它能够帮助天线设计师发现相控阵天线设计或者网络配置问题.平面近场中的口径诊断技术已经广泛地应用在雷达天线测试中,在球面近场测量中同样需要这种算法.本文基于球面坐标系下电磁场模式方法,得到球面近场条件下的口径反演算法.在仿真模型中计算得到了被测天线的口径场分布,计算结果与理论模型结果吻合.对X波段阵列天线进行了实际测试,得到了不同配置下的阵列天线口径反演结果,经过数据比对,证明了本文算法的幅度反演精度优于1 dB.     

基于高阶ESPRIT的单声矢量水听器近场声源定位

为避免传统近场定位算法需要三维搜索,计算量大的问题,该文结合高阶累积量提出一种适用于单矢量水听器近场声源定位的旋转不变子空间(ESPRIT)算法。首先通过定义一系列的四阶累积量矩阵,获得了3个不变性矩阵,然后从这些不变矩阵中提取近场源的位置信息,该方法可以得到目标的方位角、俯仰角和距离的封闭形式的解。最后通过仿真验证了本算法的有效性。     

一种改进的光流场计算方法

本文在基本约束方程和平滑性约束条件下,提出了一种改进的瞬时位置速度估计方法。这种方法不仅能够克服Ｈｏｒｎ方法在计算临近界的非运动点速度“漂移”问题,而且能加快算法的收敛速度,提高预测的准确性。通过对２Ｄ运动图像光流场计算,恢复和峰值信噪比的实验研究表明,这一新方法是有效的。     

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。     

A fast search method of steered response power with small-aperture microphone array for sound source localization

The Steered Response Power （SRP） method works well for sound source localization in noisy and reverberant environment. However, the large computation complexity limits its practical application. In this paper, a fast SRP search method is proposed to reduce the computational complexity using small-aperture microphone array. The proposed method inspired by the SRP spatial spectrum includes two steps： first, the proposed method estimates the azimuth of the sound source roughly and determines whether the sound source is in far field or near field; then, different fine searching operations are performed according to the sound source being in far field or near field. Ex- periments both in simulation environments and real environments have been performed to compare the localization accuracy and computation complexity of the proposed method with those of the conven- tional SRP-PHAT algorithm. The results show that, the proposed method has a comparative accuracy with the conventional SRP algorithm, and achieves a reduction of 93.62% in computation complexity compared to the conventional SRP algorithm.     

张量投票方法的投票域计算分析

张量投票方法是一种鲁棒性很强的特征提取方法,而投票域的计算则是应用该方法进行图像处理的关键步骤之一。通过实验分析了该方法的投票域计算时的唯一关键参数—尺度参数对投票结果的影响,并通过实例说明在具体应用领域中可以根据图像特点简化投票域的计算。     

基于图形电磁学的近场角闪烁预估方法研究

角闪烁的研究大多基于远场条件的假设,但是近场条件下,角闪烁对雷达的跟踪误差产生更大影响,近场角闪烁的研究更加具有学术和实际工程应用意义。该文推导了近场条件下角闪烁线偏差的解析计算方法,并将图形电磁学(GRECO)应用到近场角闪烁的预估中,使其具有实时性强、电大目标计算的能力且不需要散射中心的提取过程。雷达波束不完全覆盖目标的情况被首次考虑,使得全程估计目标的雷达跟踪误差成为可能。通过不同模型的仿真计算结果与理论计算结果比较,验证了计算方法的正确性。     

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。     

Near fields of microstrip antennas

The paper presents an iterative method for the computation of the near fields of single layer microstrip patch antennas. A judicious combination of the advantages of the MPIE (mixed potential integral equation) method, the FFT algorithm and the biconjugate gradient leads to an efficient numerical solution. The scheme can deal with patches of arbitrary shapes and is capable of dealing with a very large number of unknowns. Near field computation is done in a straightforward manner by computing the weighted near fields. For illustration, three patches belonging to the family of generalized annular sector have been chosen. Computed results of input impedances with a coaxial probe excitation have been compared with measurements. Computed near field amplitudes have also been compared with measured results where possible. Computed far field characteristics have been correlated with the near field information     

NURBS曲面RCS的物理光学法混合计算

基于时域物理光学(Time-domain Physical Optics, TDPO)方法, 给出了三角面元剖分下散射场解析计算的求解思路.对三角面元进行二重积分求得散射场计算的最终表达式.与传统的TDPO方法相比, 在同等计算模型下, 解析方法具有更高的计算精度.在处理高频复杂问题时, 解析方法可以用更少的面元数量参与计算, 从而节省大量的计算时间与计算机内存.