高频区隐身目标的改进GRECO方法的RCS计算

图形电磁计算(GRECO)方法被认为是求解电大尺寸复杂目标的高频雷达散射截面(RCS)最有效的方法之一．将应用于理想导体劈的等效边缘电磁流概念推广到涂覆吸波材料的阻抗劈上，运用物理光学法(PO)和阻抗边界条件(IBC)求解了涂覆雷达吸波材料的表面的RCS计算．同时本文对目标的棱边检测方法进行改进，可以更全面地检测到所有的棱边，并计算其对目标总RCS的影响．计算结果与相关文献进行比较，结果令人满意．     

蜂窝夹芯结构吸波性能的有限元计算分析

针对周期性蜂窝夹芯结构型吸波材料的非均匀性,提出采用频域有限元数值仿真和散射参数反演法计算不同构型蜂窝夹芯材料的雷达散射截面（RCS）和反射系数,并探讨了周期性蜂窝夹芯结构中胞元的尺寸效应对结构型吸波材料隐身性能的影响．计算结果表明：对于具有相同体分比的不同构型蜂窝夹芯结构型吸波材料,当胞元尺寸大于工作波长时,夹芯材料的不均匀性导致RCS值变化幅度较大;随着尺寸的缩减,RCS值逐渐减小且变化趋于平缓．但在不同入射方向具有明显的散射特性,而且不同构型蜂窝夹芯结构的反射系数也表现出明显的尺寸效应．研究结果为周期蜂窝夹芯结构型吸波材料的多功能设计提供了计算依据．     

模拟退火算法研究混合结构吸波材料特性

吸波材料的吸波性能主要决定于涂层材料的结构和材料的电磁参数特性,本文研究了薄型混合结构吸波材料的优化设计问题.用有限元方法结合优化算法计算材料的反射系数,为了得到所需要材料的低反射特性结构,采用模拟退火算法对材料的参数进行优化设计,得到了从1GHz到10GHz范围具有较低反射率特性的涂层材料设计电磁参数.计算结果表明频率最低段反射系数不高于一4.5dB,同时材料厚度仅为2毫米.     

涂敷薄RAM的平板和立方体的雷达散射截面

根据等效原理、远场近似和边界条件，采用高频近似方法来分析雷达吸波材料涂层的矩形导电平板的电磁散射。当涂层是各向同性或单轴各异性的薄吸波材料时，应用这个简单而有效的方法，可以计算电大尺寸涂敷目标的雷达散射截面（RCS）。本文以涂敷导电平板和立方体为例，计算了雷达散射截面随入射角、涂层材料及涂层厚度的变化关系，结论还显示了目标涂敷雷达吸波材料后电磁散射的一些性质。     

基于集总电阻的超宽频带超材料吸波体设计

设计了基于集总电阻的超宽频带微波超材料吸波体,并通过仿真和实验进行了验证.依据等效媒质理论,通过S参数反演法计算了加载集总电阻的超材料吸波体结构等效电磁参数.结果表明:复合结构吸波体超宽频强吸收特性源于良好的阻抗匹配以及电谐振和磁谐振.此外,设计的复合超材料吸波体具有极化不敏感和宽角度吸收特性.最后,通过实验测试得到的复合超材料吸波体吸收率大于85%的相对带宽达到130.2%.设计的超宽频带吸波体将在电磁能量捕获和隐身领域具有广阔的应用前景.     

微波暗室低散射目标RCS测量方法

为提高微波暗室低散射目标雷达散射截面（RCS）的测试精度,采用设置吸波墙、扫频RCS时域测量、匹配滤波和合理选用窗函数的方法测量了低散射目标的RCS,得到了目标宽带RCS数据和精细的频率特性。设置吸波墙的方法使小金属球的回波信杂比提高了20 dB,扫频宽带RCS时域测量值与理论值吻合良好。实测数据分析表明,扫频时域测量目标宽带RCS能减弱杂波叠加导致的不利波动,设置吸波墙和匹配滤波能显著抑制目标近距离处的转台和支架杂波,窗函数的平坦通带特性能减小数据截短影响,从而有效提高低散射目标RCS测试精度。     

金属微粒-电介质复合材料的高频电磁特性

利用高频电磁波作用下金属微粒的等效偶极子模型,考虑表面衰减而引入金属颗粒的归-化电磁参数,由等效介质理论（EMT）得到推广的Bruggeman公式计算了金属颗粒-电介质复合材料等效电磁参数随入射波频率的变化．对于无磁性金属微粒所形成的复合材料,较高的等效电容率的虚部反映了复合材料具有一定的磁损耗和较强的吸波特性,等效磁导率的实部小于1显示出抗磁性．     

一种预估有行波散射特征目标的RCS的新方法

在图形电磁计算方法的基础上补充行波散射贡献，对高频区有行波散射特征目标的RCS的预估开展了研究．从而在保留了图形电磁计算方法快速预估目标镜面散射的同时，以行波计算提高有行波散射特征目标的RCS的预估精度，进一步拓宽了该计算方法的应用领域。     

多层水泥结构吸波材料设计与测量技术研究

本文研究一种宽带多层水泥结构的吸波材料。通过在水泥材料中加入不同比例的石墨和铁磁粉末材料,并加工形成具有多层夹心结构的结构吸波材料。为了测量该结构吸波材料的等效电磁参数,我们进一步发展了与测量参考面无关的电磁参数测量方法,提出了一个用于参数提取的非线性方程,与原有的方程相比,该函数的数学性质更好,因而在迭代求解中会提高求解的收敛速度。其次,考虑迭代求解非线性方程过程中初值的选择问题,给出了针对该非线性方程的估计置信区域半径的公式。最后,针对该结构吸波材料进行了测量与等效电磁参数的分析计算,得到了有效介电常数和有效磁导率。     

采用等效介电常数时域差分法分析二维介质型光子晶体色散特性

针对差分法中难以近似处理不同介质分界面处单元差分网格中沿x,y,z轴各方向等效介电常数值的问题,提出了将"电容串并联"的电路概念引入于各方向等效介电常数的近似计算中,并导出几种非匀质单元网格中等效介电常数的计算式.采用等效介电常数的时域有限差分法计算二维介质型光子晶体的色散特性可灵活地剖分网格,既能获得很高的计算精度,又可节省计算时间和计算内存.此等效介电常数公式也可用于其他电磁问题的差分法分析,以提高计算效率.     

用时域有限差分法分析涂敷目标的电磁散射特性

为了有效分析涂敷目标的宽带电磁散射特性,采用计算电磁学的时域有限差分方法,分别对涂敷各向同性和单轴各向异性吸波材料的目标进行了计算.研究了涂敷材料厚度、阻抗匹配等因素对目标雷达散射截面的影响.结果表明,当涂敷材料的电磁参数满足匹配条件时,对电磁波的吸收性能最好,从而可以有效地缩减目标的雷达散射截面.     

基于覆盖效率的蜂窝网络协作节能优化算法

为了提高无线蜂窝网络的覆盖效率,根据未来蜂窝系统多用户、多业务、多载波、多协议的动态特性,研究基站覆盖效率和能量效率的性能特性,分析覆盖冗余度、业务强度在时间域和空间域上的动态分布,建议一种基于覆盖效率的蜂窝网络协作节能优化算法.该算法根据获得的信息使基站按照特定概率在休眠和激活模式之间动态切换,通过邻基站间的协作对基站激活概率进行优化.仿真表明,该算法能够以较低的复杂度获得显著的性能提升.     

等离子体涂覆导弹的电磁散射特性分析

研究了涂覆导弹的隐身特性,分析了等离子参数选取对隐身特性的影响。利用媒质参数〖AKε～D〗(ω)的Debye方程与时域场量间的关系式,将移位算子法应用到色散媒质中的FDTD计算当中,对麦克斯韦方程作了修改,并给出了色散媒质中与频率有关的FDTD表达式。通过仿真并与其它方法结果相比较,验证了该算法计算色散媒质散射特性的有效性,表明等离子体对减小目标RCS具有显著效果。     

具有低频传感和高频宽带吸收功能的超材料吸波体设计

基于钛酸锶和电阻膜设计了一种多层结构的具有低频传感和高频宽带吸波功能的超材料吸波体.超材料吸波体在低频1.09 GHz处产生了一个可用于传感测量的吸收峰;在高频9.2～10.9 GHz之间产生了一个宽带吸收峰,带宽达1.7 GHz.通过对超材料吸波体吸收频率处的表面电流分布进行监控,阐述了低频和高频处的吸波机理.仿真计算结果证实,吸波体在低频和高频处的吸波特性是极化无关的,但是对入射角度是敏感的.超材料吸波体具有结构简单、功能多等优点,在传感测量、探测和电磁隐身等领域具有潜在的应用价值.     

二维多粗糙度分层粗糙面与上方目标复合电磁散射计算方法

研究了二维多粗糙度分层粗糙面与上方目标复合电磁散射特性的自适应迭代物理光学算法。采用Monte Carlo法并结合高斯谱函数生成高斯粗糙面,基于分区域建模方法,建立了二维多粗糙度分层粗糙面和上方目标的复合模型。利用物理光学法和等效原理,得到分层粗糙面和目标的直接感应电磁流;基于表面积分方程,分析了分层粗糙面之间以及粗糙面和目标之间的耦合电磁流迭代机理。引入感应电磁流能量改变速率,对传统迭代物理光学法进行改进,使算法自动收敛。将计算结果同多层快速多极子方法和迭代物理光学法进行比较,验证了算法的准确性和高效性。在此基础上,研究了不同目标、不同粗糙度的分层粗糙面的双站RCS计算结果和散射特性,讨论了分层粗糙面间距对双站RCS计算结果和散射特性的影响。本研究为分层环境及上方超低空突袭目标的探测、分类和识别提供了数据支撑和理论基础。     

3维交替方向隐式时域有限差分算法及其应用

为了克服在传统时域有限差分算法中时间步长受网格尺寸大小的限制,提出一种用于精确模拟波在色散金属结构传播的3维交替方向隐式时域有限差分算法.首先,利用广义关键点色散模型描述金属材料在光学频率下的电磁特性;然后,采用2个1阶微分方程代替2阶广义辅助微分方程的方法,避免时间步长引起的不稳定,降低算法的复杂度和应用难度;最后,用交替方向隐式时域有限差分算法研究1维等离子体模型和3维金属谐振腔结构,将交替方向隐式时域有限差分算法的结果与传统时域有限差分算法进行对比.结果表明二者吻合较好,但交替方向隐式时域有限差分算法的效率更高.     

吸波材料的结构设计及改进

吸波材料在工作频段能够较好吸收电磁波信号,本文采用蜂窝型结构来设计,并在其中加入涂层,从而破坏整体磁场回波系统,达到影响其回波阻抗特性的目的。通过对整个系统进行分析,进而得出所需工作频段的结构尺寸及电磁参数等。     

微波吸收剂吸波性能对比分析

为了对比不同类型微波吸收剂及其混合物的吸波性能,利用MG公式,计算了X波段电阻型碳纤维吸收剂和磁介质型铁氧体吸收剂在不同配比下的混合物的等效电磁参数,并分别分析了其吸波性能。通过对比材料的阻抗匹配特性和衰减系数表明,在铁氧体中添加碳纤维并不能提高吸波性能。虽然混合吸收剂兼具电损耗和磁损耗,可以增强对电磁波的衰减,但是由于一般的电性材料具有较高的介电常数,掺杂磁性材料会破坏材料的阻抗匹配特性,使得表面反射增强,吸波性能得不到改善。     

基于多目标优化策略的结构损伤识别智能算法

针对结构损伤识别问题, 提出一种基于多目标优化策略的结构损伤识别智能算法. 该算法利用极端学习机为损伤参数指标与每一阶频率建立非线性函数表达式, 先将结构的每一阶实际测量频率与函数表达式相减, 再把形成的每个表达式作为优化目标, 进而得到结构损伤识别的高维多目标优化模型. 为提高模型的求解精度, 提出了灰色多粒子群协同的多目标优化算法. 实验结果表明, 该方法能较好地处理结构损伤识别问题.     

用于线性波动方程的高精度显式差分算法性能分析

研究了一类低耗散、低色散的高阶精度显式有限差分方法,目的是直接计算非定常的线性波动问题.空间离散采用DRP类的七点四阶精度优化中心差分格式,给出了两种降低色散误差的优化方法;时间积分用四阶精度龙格库塔方法（RK4和LDDRK）.分析比较了3种空间离散格式的有效波数范围、各种全离散格式的耗散和色散误差特性、波的长距离传播计算时格式的累积误差特性,对这类格式的运用提出了建议.