有限偶极子天线阵的电磁散射理论研究

研究了一种求解阵元为偶极天线的有限阵列的电磁散射的方法：利用RWG基函数和偶极模型的特殊性,将近似无穷小的偶极天线产生的电流代替由RWG基函数相邻边缘元素产生的电流,此方法有效地计算了散射场。讨论了RWG基函数的基本概念及其在计算阵列散射场中的应用,以极坐标的形式给出了不同的阵元间距、入射频率、入射角度以及不同阵元数目的散射场仿真图形,为其他形式的阵列天线散射特性研究提供了依据。     

激光引信云雾后向散射的特征与识别

研究了激光引信云雾后向散射的特征与识别。首先提出了云雾后向散射信号的数学模型，然后论述了光子一次散射条件下云雾气溶胶介质信号基本特性、多次散射对于反射信号幅值生成的影响、脉冲宽度和形状对后向散射信号幅值的影响、云雾后向散射信号的统计特性。从抑制云雾后向散射的角度，着重论述这些特性与激光引信参数的相互关系并指出设计方向。归纳了三种云雾后向散射的识别方法：简单的幅度识别，回波脉冲波形宽度识别以及表征目标与云雾轮廓的回波序列峰值包络图形识别。在分析比较后，提出应大力研发微宝石脉冲激光引信与新型电光扫描激光引信。     

高频近似成像研究

利用高频近似法分析了散射原理,得到了时域复杂形状导电体的散射场,并研究了导电体基于背投影算法的时域SMEP(Sine-Modulated Exponential Pulse)响应成像.经计算机模拟,实现得到缩比飞机模型清晰的像,表明该方法是雷达成像系统的一种有效手段.     

飞行器太赫兹散射特性仿真及抑制方法研究

采用弹跳射线法对典型飞行器的太赫兹后向雷达散射截面分布特性开展仿真分析,基于仿真结果,综合应用增大表面粗糙度和涂覆吸波材料两种措施,抑制太赫兹散射并分析抑制效果.研究结果表明:飞行器前向和后向的散射特性较强,正后向的雷达散射截面峰值可达60 dBsm;采用抑制措施后,在飞行器正后向±10°范围内,发射接收采用同向垂直(...     

单矢量水听器时空变换技术研究

提出了一种基于单矢量水听器的信号处理新技术。方法通过对单矢量水听器各通道时域采样数据进行分解,将单矢量水听器等效虚拟为具有空间孔径的半波均匀直线阵。与单矢量水听器相比,虚拟后的阵列具有更窄的空域指向性波束。利用虚拟阵列的快拍数据可完成对空间目标方位估计,且可对宽带和窄带信号在频率或时域进行处理。新方法无需进行阵列流型的校正,因而具有更强的鲁棒性。理论分析和计算机仿真表明,在各向同性噪声场中,对于窄带或宽带目标,新方法具有比单矢量水听器MUSIC算法更好的方位估计性能。湖上试验验证了算法的有效性。     

复合目标电磁散射特性的FDTD分析

利用时域有限差分方法计算金属与等离子体复合目标的电磁散射,用移位算子法分析色散介质的时域本构关系。并对复合目标RCS与等离子体频率和碰撞频率的关系进行了计算和分析。     

水下超表面角反射体声散射调控机理研究

角反射体是雷达目标和声纳目标常用的诱骗手段。为拓宽常规凹面角散射声场的调控效果，提出在水下角反射体中镶嵌声学超表面的调控方法和计算方法。基于板块元方法和射线追踪算法建立带声学超表面构型的角反射体声散射预报模型，利用射线追踪判别声线位置，考虑对应相位跳变加以修正，并通过有限元仿真进行验证。基于建立的声散射预报模型，研究槽阵列梯度和周期结构对散射声场的调控效果。研究结果表明：带有梯度变化的声学超表面结构能够明显改变水下目标的声散射特征，正、负梯度组合槽阵列结构对于声散射主方向的调控效果较为明显；多周期组合槽阵列梯度结构相较于单周期结构散射声场调控效果更为明显。     

激光引信收发间距对云雾回波的影响

云雾后向散射会产生引发激光引信虚警的回波信号,针对激光引信收发间距对激光引信云雾回波影响未见定量研究报道,基于蒙特卡罗法,对云雾散射回波特征进行了模拟仿真,并定量给出了云雾散射回波的波形、脉宽、波峰位置和峰值功率随收发间距的变化规律。仿真结果表明:当引信处于云雾中时,收发间距越大,散射回波相对于发射脉冲的波峰延时和展宽程度越大,而峰值功率越小,且盲区距离越小或云雾能见度越大,峰值功率随收发间距增大而减小的速度越小。分析表明:仿真结果符合云雾对传输光束的散射规律,可以为激光引信的目标识别以及收发视场参数的优化设计提供依据。     

基于小波能量特征的尾流光信号特征研究

针对舰船尾流激光探测的信号检测与分析问题,提出了利用小波域能量特征进行尾流特征分析的新方法。首先设计了变遗忘因子的自适应抵消器滤除水体后向散射信号与系统噪声,有效地选取了含有目标的信号;其次采用小波包分解方法并按频段的能量形成提取目标特征;最后借助主成分分析方法对特征向量进行降维。通过对试验数据的分析表明,提取的特征能有效地揭示不同性质下的尾流后向散射光信号,提高了对尾流分析的能力。     

基于远场叠加公式的箔条阵列雷达散射特性研究

针对大范围箔条阵列仿真过程中,存在计算量大,计算时间长等问题,提出利用远场叠加公式与多层快速多极子算法相结合的快速仿真分析方法,利用快速多极子法,完成小规模箔条阵列的精确建模和计算,并通过远场叠加法,快速得到大尺度箔条阵列的远场分布;分别构建坐标轴型箔条散射单元、米字型箔条散射单元,对比研究了不同结构的箔条散射特性;分析了远场叠加公式的计算精度,并基于远场叠加公式获得公里级箔条阵列的雷达散射特性。     

提升水下角反射器声反射性能的泡沫塑料夹层方法

常见的金属板角反射器水声目标强度及散射稳定性均不理想，为此，根据水-反射层声阻抗失配原则，提出利用低阻抗泡沫塑料夹层提高角反射器声反射性能的方法。设计水下聚氨酯泡沫夹层板，计算其声反射系数，并从频率、入射角度等方面与单层金属板声反射性能进行对比；在此基础上，构建一种新的聚氨酯泡沫夹层角反射器，并针对水下角反射器的凹形浸水薄壁结构，采用有限元软件ANSYS结合声学软件SYSNOISE，对水下泡沫夹层角反射器与金属板角反射器的声散射特性进行仿真计算和对比；在消声水池对两种角反射器声反射性能进行对比实验。研究结果表明，在同样边长条件下，聚氨酯泡沫夹层角反射器比金属板角反射器具有更优的声反射性能，其目标强度及散射稳定性均优于金属板角反射器，证明了该方法的有效性。     

水下空气腔角反射器声散射特性

针对水下金属板角反射器目标强度低、具有明显的频率特性等不足,设计了一种新的弹性空气腔角反射器。采用结构有限元耦合流体边界元法,对水下空气腔角反射器和单层金属薄板角反射器的声散射特性进行仿真计算和对比,分析了入射波频率为5～15 kHz范围内,平板厚度、入射角度等因素对不同类型角反射器目标强度的影响及其散射机理并进行了实验验证。研究结果表明：空气腔角反射器散射强度大,无明显的频率特性,去耦作用明显;空气腔角反射器声散射仿真结果和消声水池实测数据进行对比,二者基本一致;相比笨重且回波强度较弱的单层金属板角反射器,空气腔角反射器具有更优的反声性能和更轻的质量,是理想的水下声反射装置。     

水下弹性角反射器声散射特性

计算水下弹性角反射器声散射问题,需要考虑声波多次散射以及结构和水的流固耦合作用。针对现有水下弹性角反射器声散射特性分析方法的不足,利用结构有限元耦合流体间接边界元法对水下弹性角反射器的远场散射声场进行仿真计算。分析了入射波频率为5.0～20.0 kHz范围内,平板材料、厚度、入射角度及角反射器类型等因素对目标强度的影响及其散射机理。结果表明：水下弹性角反射器的散射声场具有很强的频率特性,且随材料、平板厚度和入射波频率的变化而改变;多次散射波对角反射器的反向散射声场具有重要贡献,仿真数据和实测数据基本一致。进一步提出了角反射器结构设计和优化方法,为水下无源声反射器的论证与设计提供了理论参考依据。     

Research on Pulse Radiation Characteristics of Leaf-like Ultra Wide Band Antenna

A new kind of ultra wideband antenna, which consists of a leaf-like dipole and a dielectric block, is proposed and analyzed. The dielectric block is attached in parallel with the dipole near its feed point. Thus, the near field is attracted to the side where the dielectric block is located. It leads to a focusing effect of the energy in the far zone. The finitedifference time-domain （FDTD） method combined with the perfectly matched layers （PML） technique is used in the simulation of the antenna radiation characteristics. The research shows that, with proper dielectric loading and 50 Ωfeeding line, the bandwidth of the antenna can be up to 6.5 GHz, from 3.5 GHz to 10 GHz with VSWR （voltage standing wave ratio） less than 2.5.     

破片穿孔毁伤对圆抛物面天线电性能影响的仿真计算

研究圆抛物面天线在大量破片穿孔毁伤条件下的远场辐射特性规律,利用高频电磁场分析模块FEKO软件,基于表面电流积分的物理光学法和矩量法混合使用,对圆抛物面天线的远场辐射特性进行了建模与分析,比较了反射面完好时和不同密度破片对反射面穿孔毁伤后的电性能变化.着重研究了天线反射面在不同密度的破片毁伤后远场辐射特性随破片密度的变化规律,结果表明:反射面天线增益在破片穿孔密度一定大小范围内不变,但随穿孔密度的增大而逐渐减小.     

基于Kirchhoff近似法的目标声散射场仿真

对经典的Kirchhoff公式作一定的假设,得到收发合置情况下的近似Kirchhoff公式,进一步对球体目标声散射场进行求解。在MATLAB平台下,仿真出目标声散射场的相关曲线,并对声散射场与作用距离和入射波频率的关系进行了对比分析。应用表明,结论对于水下掩埋目标探测与识别的研究具有一定实用价值。     

静电放电对羟胺稳定性影响的密度泛函研究

为研究静电放电对羟胺稳定性的影响,采用密度泛函B3LYP方法在6-311++G(d,p)基组水平上,计算了羟胺分子在不同外电场(0~0.05a.u.)作用下的基态几何结构、电偶极距、电荷分布及分子总能量,并分析了HOMO能级、LUMO能级、能隙随外电场变化规律,然后利用杂化CIS-DFT方法在相同基组下研究了外电场对羟胺分子前9个激发态的影响。结果显示:分子的几何结构、电荷分布与外电场的大小呈现强烈的依赖关系。随着外电场的不断增加,分子的总能量逐渐减小,偶极距逐渐增大,能隙逐渐减小。同时,外电场对羟胺分子的激发态的激发能、波长和振子强度都有一定的影响。     

导电纤维编织伪装遮障基础布的电磁散射特性

建立伪装遮障基础布的二维平面周期结构模型,采用时域有限差分法计算两类导电纤维编织形式(正交和菱形)的基础布对入射雷达波的反射、透射和吸收系数。分析植入的纤维及其编织密度对结构散射特性的影响,并针对某一样网(含基网和装饰布)做数值模拟,分析比较计算结果和测试数据的异同。研究方法和结论可用于散射吸收型防雷达伪装遮障的设计。     

激光尾流制导后向散射信号的仿真

为研究激光尾流制导工作机理,对水下航行器全航程探测舰船气泡尾流过程中激光后向散射信号进行了建模仿真,建立了舰船尾流数据模型和尾流气泡后向激光散射模型,并在此基础上编制了光尾流制导信号仿真软件,通过调用蒙特卡洛仿真引擎和典型水面舰船尾流数据,计算获得了5种典型的美国海军主力作战舰艇尾流在各种仿真参数条件下的后向激光散射信号曲线,仿真结果展现了不同条件下激光散射信号特征,解决了光尾流制导试验过程中实际舰船尾流和海水环境等试验条件难以复制模拟等问题,为激光尾流制导技术提供了判别依据。