电磁逆散射中线性抽样法的快速计算

电磁逆散射通过测量目标体产生的散射场或其远场模式重建目标体. 该问题作为一类典型逆问题具有重要的理论研究价值,同时它在工程技术领域也具有重要的应用价值. 线性抽样法,作为解决电磁逆散射问题的方法之一,通过线性积分方程降低了电磁逆散射问题的病态性与非线性对问题求解的影响. 但是,线性抽样法传统的实现过程需要全空间或全平面的入射/散射场信息和成像区域,三维目标体的重建过程需要较长时间. 为了降低线性抽样法的计算代价,本文提出了两种快速计算方法, 分别是重建三维目标体的二维投影图和利用自适应边缘检测方法重建二维     

遗传算法在电磁散射中介质涂覆部位优化上的应用

本文简略介绍了一种全域优化算法－遗传算法,并将其应用于介质涂覆抑制后向散射问题中,得出了最佳涂覆方案。     

计算开洞穴电磁散射问题的一种优化PML方法

通过选取一类特殊的吸收函数, 即在有界区域中其积分发散的函数, 给出TM极化和TE极化情形下的洞穴电磁散射优化PML算法. 通过在洞穴开口上方构造矩形PML层, 把无界的散射区域截断为有界的计算域. 优化的PML方法对PML层的厚度要求较低, 并且在洞穴开口较大时, 用矩形替代半圆可减少离散化问题的规模, 从而降低计算量, 提高计算速度. 数值计算结果表明, 优化的PML方法在开洞穴计算问题上有效且准确.     

一种用于电磁逆散射问题的正则化方法

在对逆散射问题的测量数据方程进行归一化的基础上,提出了一种新的正则化矩阵. 这一新的正则化方法可以消除场源点离目标区域距离不同所造成的不利因素,并可以减少正则化过程所导致的有用信息丢失和改善病态问题的条件数. 将该正则化过程与变形Born迭代法（DBIM）结合,对轴对称二维非均匀介质分布进行了反演. 数值计算结果表明,所提出的正则化过程比传统方法具有更好的稳定性、更快的收敛速度、更为精确的反演结果以及更强的分辨能力.     

任意截面形状二维介质柱电磁散射特性

应用有限元结合多波前法分析任意截面形状二维介质柱的电磁散射特性.首先利用二阶吸收边界条件来截断散射体外的无限区域,然后应用有限元法进行分析,形成待求矩阵方程,最后应用多波前法求解该方程.作为算例,分别计算了无限长介质方柱和圆柱在平面电磁波照射下的雷达散射截面,结果与有关文献一致;计算了两种形状不规则柱体的雷达散射截面.数值结果表明,使用多波前法解有限元方程,可以减少了计算时间.     

介质柱二维电磁散射MoM-CG-FFT数值方案的改进

研究了2种基于矩量法,共轭梯度法和快速傅里叶变换（MoM-CG-FF）的计算二维介质柱电磁散射的数值方案,一种方案要用以极化电流为未知函数的积分方程,另一种方案采用以总电场为未知函数的积分方程,讨论了这2种方案的数值特性,指出了它们的不足之处,并提出了一种新的方案,新方案借助于包含介质柱横截面的一个矩形来产生离散网格,但离散量的代数方程组仍建立在原横截面区域上,这样能有效地利用TMoM-CG-FFT来求解所考虑的电磁散射问题,文中畜 介绍了新方案的计算过程,并给出了几种结构的数值结果,这些数值结果证实了新方案的优越性。     

线性抽样法在电磁逆散射问题中的应用及成像效果分析

线性抽样法作为电磁场逆散射成像方法的一种,具有运算速度快、对先验条件依赖性小、成像精度较高等优点. 由于线性抽样法的成像参数一直没有明确的物理意义,因此对该方法成像效果及其影响因素的理论分析具有相当的困难. 文章通过计算机编程仿真,建立了虚拟模型,并用矩量法计算出了模型的散射场,再使用线性抽样法通过散射场数据对虚拟模型进行成像并对线性抽样法成像效果及各因素对其效果的影响进行了研究. 大量的模拟成像实验结果及分析表明,使用线性抽样法进行成像,要取得较好的成像效果,应当选择合适的入射/接收点数目和工作频率,一     

二维导体柱电磁散射特性分析

提出了应用有限元法结合吸收边界条件分析二维导体柱的电磁散射特性.首先利用一阶吸收边界条件来截断散射体外的无限区域,然后应用有限元法进行分析,形成矩阵方程,最后应用多波前法求解该方程.作为算例,分别计算了无限长理想导体方柱和圆柱对平面电磁波的雷达散射截面,结果与有关文献一致,数值结果表明了该方法的有效性.     

二维涂敷导体柱电磁散射特性的有限元分析

本文利用有限元一边界积分方程混合方法计算一个介质涂敷二维导体柱的电磁散射特性。文中利用有限元算法来计算柱体虚构边界内部场,用边界积分方程法计算虚构边界外部场,虚构边界上通过场的连续性耦合,得到一个内部场和边界场解的耦合方程组,从而计算出边界外部任何位置的散射场及雷达散射截面。所得结果与其它文献中的精确结果比较,吻合很好。     

开口腔体电磁散射的GRE法计算

利用广义射线法来研究开口腔体的电磁散射问题,简单描述了ＧＲＥ的计算方法,并提出了一种口径划分方法,其划分简单,而且具有足够的计算精度。用此法计算了圆口径开口腔体的雷达散射截面,并给出了用入射反射法及模式法计算的结果。     

基于二维FDFD分析复合目标电磁散射

频域有限差分(Finite Difference Frequency Domain,FDFD)法直接从Maxwell方程组的微分形式出发建立差分近似方程组;并通过采用吸收边界条件截断计算域来模拟开域电磁散射问题。方法具有公式简单、直观,便于分析复杂形状、复杂介质以及周期性结构等目标的电磁特性。基于二维频域有限差分(FDFD)法计算分析了复合目标的电磁散射。数值结果表明方法的正确性和分析复合目标电磁散射特性的有效性。     

一种曲面拟合方法在电磁散射计算中的应用

讨论了复杂目标电磁散射计算的一种方法,该方法利用一种基于三角函数的参数曲面拟合目标外形,采用围线积分的方法计算该参数曲面上的物理光学(PO)积分．计算了圆柱形板、长椭球等典型散射体的单站雷达散射截面,计算结果与其他方法的计算结果符合较好．     

分层介质结构介质剖面重建的唯一性问题

该文分析讨论了圆柱面分层介质结构介质剖面重建的唯一性问题,文中提出了一种以相关的线性代数方程取代原非线性代数方程的线性化方法,该线性化方法对原始的积分方程无严格的要求,可以在一般意义上解决任意几何形状分层介质结构介质剖面重建的唯一性问题。     

一种实际飞机的电磁散射

用矩量法计算了一种实际飞机的电磁散射。对于原始的输入数据 ,不可能得到正确的结果 ,尽管阻抗矩阵并不是病态的。把输入数据的节点和边重新安排且保持该飞机的外形尺寸于不动 ,则得到了好的结果     

一种求解非线性约束优化问题的新方法

针对标准遗传算法的缺陷,提出一种基于实数编码技术的新型自适应混沌遗传算法,求解复杂非线性约束优化问题.算法根据实数编码的特点,依据概率分布函数构造杂交算子,结合混沌动力学特性和人工神经网络理论,设计了一种自适应混沌变异算子,使算法有效维持群体多样性,防止和克服进化中的“早熟”现象,同时采用不需要惩罚因子的直接比较惩罚函数方法,对约束条件加以处理.通过算例数值实验,验证了算法在提高解的精度和加快收敛速度方面都有明显改善.     

任意形体金属目标电磁散射计算中奇异积分处理的新方法

针对用S.M.Rao提出的模型对任意形体金属目标散射计算遇到的奇异积分的难题,提出了一种新的解析计算方法.用该方法将全局坐标下的积分转换为局部坐标求积,通过坐标的平移和旋转,将问题由三维直角坐标系转换到二维极坐标系,解析计算出中间结果后,再通过坐标反变换得到原问题中的结果.用该方法对方形金属平板、弯折金属板和金属球分别进行了计算,计算结果与已有文献吻合.结果表明该方法具有较好的计算精度和较快的计算速度.     

应用有限元-边吸收边界条件分析二维导体柱的电磁散射

文中采用有限元-吸收边界条件来分析二维散射体的电磁散射特性。以一个二维导体柱为例,讨论了二维有限元-吸收边界条件公式的建立以及相应的数值方法。所得结果与其它文献中的精确结果比较,吻合很好。     

等离子体中单电子对光子的逆康普顿散射

逆康普顿散射是天体物理中一种重要的非热辐射机制。本文给出了等离子体中极端相对论电子对光子的散射概率和单色散射谱,该谱与真空中极端相对论电子对光子的逆康普顿散射谱完全一致。     

基于相对论的运动体电磁散射数值仿真

提出基于相对论的运动体电磁散射的精确数值计算方法。此方法包括时空变换、电磁场变换以及任意参考系的电动力学。电磁散射仿真在目标系进行, 通过相对论变换得到雷达系的数值结果。通过匀速运动的例子计算多普勒效应, 通过加速运动和圆周运动的例子计算加速度引起的相对论效应, 通过旋转和振动的例子计算微多普勒效应。其中加速运动的例子中考虑非惯性系的影响,并与惯性情形做比较,表明加速度仍会对回波产生影响。算例结果表明此方法可精确模拟以任意方式运动的物体。