磁化等离子体覆盖二维导体目标FDTD分析

采用z变换方法把FDTD推广应用于二维各向异性色散介质－磁化等离子体中,该算法同时解决了电磁波在各向异性和频率色散介质中传播的问题,给出了各向异性磁化等离子体中FDTD迭代公式.计算了各向异性磁化等离子体涂敷Von Karman型导体柱前后其单站RCS的变化情况,分析了等离子体参数对其RCS的影响.结果表明恰当地选择等离子体参数能有效地减少目标的RCS.     

结合高阶矢量FE/BI方法的快速WCAWE计算

将矢量有限元/边界积分混合方法(FE/BI)用于背腔式贴片天线的输入阻抗建模,在FE/BI方法中,采用基于六面体网格(hexahedron)的高阶矢量基函数(higher order vector basis functions)展开未知场分量;结合高阶矢量FE/BI,采用最近发展起来的WCAWE技术(Well-Conditioned Asymptotic Waveform Evaluation)实现了贴片天线输入阻抗的快速计算;WCAWE技术通过正交化的方式获得低阶模型,这种方式避免了Arnoldi等子空间技术增加矩阵尺度的缺点,同时也确保具有比传统的AWE更好的频带展宽特性;关于输入阻抗计算的数值结果将证明WCAWE技术的优势.     

瞬态电磁波在磁化等离子体中传播与散射的FDTD方法

本文从磁化等离子体中电子的广义运动方程出发，给出了一套ＦＤＴＤ计算公式，克服了卷积递归法不适用于直流入射以及小信号近似的缺点，其正确性由数值计算结果得到验证。     

等离子体覆盖导体柱宽带散射特性分析

利用分段线性递归卷积频率相关时域有限差分（RLRC FD^2TD)方法研究了非均匀等离子体覆盖导体柱的散射特性，对TM波垂直入射时的双站、宽带仿真结果的分析表明，等离子体包层可以显著地减少雷达目标的电磁回波能量，衰减量与多种参数有关。     

基于拉氏变换原理的三维磁化等离子 体电磁散射FDTD分析

 根据拉普拉斯变换(LT)原理,提出了一种新的分析色散介质的电磁特性的时域有限差分(FDTD)算法,称为电流密度拉普拉斯变换时域有限差分(CLT-FDTD)算法.利用磁化等离子体介质中的关于电流密度矢量与电场强度的本构方程,将其两边分别拉普拉斯变换,得到s域内的本构方程.最后进行逆拉普拉斯变换和指数差分,得到在时域里易于求解的FDTD迭代方程.通过该方法计算了非磁与磁化等离子体球的后向雷达散射截面(RCS),验证了该方法正确性与有效性.     

非磁化等离子体覆盖导体柱的ZTFDTD分析

将归一化的Z变换时域有限差分算法(ZTFDTD)用于仿真电磁波与非磁化等离子体的相互作用,给出了非磁化等离子体的ZTFDTD迭代公式.通过二维模型分别计算了非磁化等离子体覆盖导体柱的双站散射特性,分析了不同等离子体自由电子密度分布,不同电磁波频率和不同等离子体碰撞频率对雷达散射截(RCS)的影响.数值结果表明,合理地置等离子体参数,可以增强等离子体隐身效果.     

磁化等离子体涂覆目标散射特性的FDTD方法

基于分段线性递归卷积法(PLRC)把时域有限差分方法(FDTD)推广应用于三维各向异性磁化等离子体中,给出了三维计算公式,并且和电流密度卷积时域有限差分方法(JEC-FDTD)进行了对比,结果表明PLRC方法更精确.计算了磁化等离子体覆盖球锥体的双站雷达散射截面(RCS)与无涂敷以及涂敷非磁化等离子体球锥体的散射特性进行了对比,结果表明磁化等离子体有更加独特的特性.其隐身效果优于非磁化等离子体.     

负折射率媒质覆盖导体柱散射特性的FDTD分析

利用时域有限差分(FDTD)方法研究了负折射率媒质覆盖二维导体目标的散射特性.从负折射率媒质的本构关系出发,给出了描述负折射率媒质场与流的微分方程组,将其离散得到用于FDTD计算的递推表达式.对TM波季直入射时的仿真结果的分析表明,适当选取媒质参数,负折射率媒质覆盖层可以显著减少雷达目标的电磁回波能量.由于模拟的负折射率媒质是匹配介质,其吸波性能要明显优于等离子体.     

Compton散射对磁化等离子体调制不稳定性的影响

基于多光子非线性Compton散射模型,研究了多光子非线性Compton散射对激光在磁化等离子体中调制不稳定性的影响.将入射光和多光子非线性Compton散射光作为形成调制不稳定性的新机制,对非线性色散方程和控制方程进行了修正,给出了由入射光和多光子非线性Compton散射光形成的耦合左旋椭圆偏振光调制不稳定性的时间增...     

各向异性磁化等离子体的ZT-FDTD算法

把运用于处理各向同性媒质的基于z变换形式的时域有限差分(ZT-FDTD)方法进行拓展,用它处理了各向异性磁化等离子体的电磁问题,给出了该方法用于各向异性磁化等离子体的递推计算公式,计算了各向异性磁化等离子体层对电磁波的反射系数和透射系数,计算结果与解析解及分段线性递归卷积FDTD(PLRC-FDTD)方法结果比较,吻合很好,从而验证了该方法用于各向异性磁化等离子体的高效性和高精度.最后,用此方法计算了各向异性磁化等离子体圆柱的后向散射宽度.该文研究结果可应用于等离子体天线等领域.     

有理函数逼近技术在合元极技术中的应用

本文将有理函数逼近技术(Rational Function Approximation Technique,RFAT)应用到合元极技术中以快速求解三维复杂目标的宽频带和宽角度散射特性.有理函数逼近技术是计算数学中的一种重要的函数逼近方法.近年来颇受关注的渐进波形估计技术(Asymptotic Waveform Evaluation,AWE)和基于模型的参数估计技术(Model-Based Parameter Estimation,MBPE)均属于有理函数逼近的范畴.本文将AWE和MBPE两种有理函数逼近技术应用到合元极技术中,并从理论分析和数值性能的角度研究和比较了两种方法的优劣.典型数值实验表明,有理函数逼近技术结合合元极技术能够极大的加速三维复杂目标宽频带和宽角度散射特性的求解.     

合元极技术再认识--一种电大复杂目标散射混合计算技术的考察

合元极技术,即混合有限元、边界元、快速多极子技术,是计算电磁学中近年来日益受到关注的一种精确、高效、通用的技术.本文首先将此技术推广应用于既带涂层又带腔的复杂电大目标电磁散射的计算;接着对合元极技术各种算法的计算精度、迭代收敛速度进行了理论和数值实验的分析研究;然后,从通用性和高效性的角度,对作者采用的不对称合元极技术和近来来其他作者提出的对称合元极技术做了分析比较.最后,本文计算了几种复杂目标的散射截面以证实此项技术的高效、通用.     

介质目标电磁散射特性的多层特征基函数法分析

特征基函数法是近几年提出的一种基于分块和高阶基函数概念求解电磁散射问题的快速算法.为了更有效地分析电大尺寸多目标的电磁散射问题,将基于Foldy-Lax多径散射方程的特征基函数法扩展为多层特征基函数法,通过对子域进行多层划分来控制生成矩阵维数的大小和计算精度.应用多层特征基函数法计算了介质目标的远区散射场,数值结果与传统特征基函数法的计算结果吻合良好,且计算效率明显提高.     

1维3元磁化等离子体光子晶体传输特性分析

为了研究1维3元磁化等离子体光子晶体的传输特性,采用传输矩阵法得到了TE波通过1维3元磁化等离子体光子晶体后的左旋和右旋极化波的传输特性,用计算得到的透射系数来讨论了周期常数、介电常数、介质层厚度和等离子体参量对其传输特性的影响。结果表明,改变介电常数、介质层厚度和等离子体频率可以实现对禁带数目和宽度的调谐,改变周期数和等离子体碰撞频率不能影响禁带带宽;等离子体回旋频率仅仅能影响右旋极化波的禁带带宽,对左旋极化波的禁带带宽无影响。这为设计1维3元磁化等离子体光子晶体器件提供了理论参考。     

用APRGA求解二维导体柱电磁逆散射

从电磁散射的积分方程出发,利用点匹配法和脉冲基函数求解电磁散射问题,以测量的散射场和计算的散射场的偏差程度为目标函数,将待优化变量设置为描述导体柱轮廓的形状函数的傅立叶展开式系数,Ai0,Ai1…AiN/2,Bi1,Bi2…BiN/2,k=1,2…k,通过参数自适应实数遗传算法（APRGA）对待优化变量进行优化,使目标函数达到最小值来对自由空间中导体柱族进行电磁成像,证实了APRGA比BRGA有更好的收敛性能和成像精度,更强的抗随机噪声干扰能力。     

电磁波在磁化等离子体上的反射特性研究

研究了垂直入射的平面电磁波在分层均匀磁化等离子体中的传播规律,对包覆在金属平板表面的一维线性非均匀磁化等离子体层的反射系数进行了数值计算,并对计算结果进行了讨论。     

隔板式圆极化器的MM/FE法分析

以数值模式匹配-有限元法(MM/FEmethod)对自行研制的吊舱式机载干扰机收发天线系统中的隔板式圆极化器进行了深入分析研究,建立了此种圆极化器的精确分析模型,在此基础上对其参数进行了精确的计算,绘制出“轴比/频率”和“驻波比/频率”分布图,所得结果与实测数据相吻合.