一种RCS近场测量中天线方向图补偿方法

提出了一种近场单站RCS测量中补偿天线方向图效应的方法.基于多散射中心模型给出了考虑天线方向图效应的近场单站RCS回波模型,利用该模型改进了近远场变换算法,克服了传统近场变换算法要求全方向天线的限制.仿真与实验结果表明,近场外推结果与远场测量值很吻合,主瓣及第一、二副瓣误差基本得到了校正;有效消除了天线方向图效应,提高了近远场变换测量的准确性.      

基于消卷积的三维成像雷达散射截面测量技术

基于三维成像雷达散射截面积(RCS, Radar cross section)测量技术是近年新兴的一种灵活、高效的RCS测量技术。该技术基于三维线阵合成孔径雷达(SAR, Synthetic aperture radar)测量系统对目标进行近场三维高分辨成像,通过近远场变换算法,得到目标的远场RCS,具备近场、外场测量能力。基于成像的RCS测量,其成像精度就直接影响着RCS的测量精度,因此,为了得到高质量的RCS结果,就需要得到高分辨的图像。本文采用压缩感知三维成像算法对目标进行成像,有效提高了RCS的反演精度,并分析了改进CLEAN算法的抑制旁瓣原理,得出两种方法都是基于消卷积原理对旁瓣进行抑制。用MATLAB和FEKO测量仿真,结果表明压缩感知算法提取散射中心效果更好,且提高了RCS的反演精度。     

基于一维散射中心模型的RCS频率全角度外推

目标RCS频率外推是减小目标RCS数据存储的有效手段之一。利用FEKO电磁仿真软件得到目标回波数据,结合经典谱估计算法,提出了一种基于GTD散射中心模型的目标RCS频率全角度外推方法。以弹头目标为例,首先利用1～2GHz频率后向电磁散射数据,提取GTD散射中心模型参数;其次利用RCS频率全角度外推方法,实现了弹头目标在3GHz、4GHz频率上的RCS全角度外推;最后通过将外推数据与FEKO仿真数据进行对比,验证了外推方法的准确性与可靠性。仿真实验表明,外推结果与FEKO的仿真结果在整体趋势及强散射点对应的位置上具有较高的吻合度,可有效描述雷达目标的散射特性。     

高阶FDTD方法在三维散射问题中的应用

从麦氏方程出发,详细推导了三维情形下散射问题中高阶FDTD方法的迭代公式,并实现了该方法对应的高阶PML吸收边界条件;在此基础上,对传统近远场外推公式进行了改进,将三次递归多项式理论与传统外推方法结合,提出了高阶外推方法,并将所作的改进对三维导体和介质目标的电磁散射特性进行了数值验证.     

复杂飞行器RCS快速预估的方法

对整机雷达散射截面(RCS)进行快速预估分析.将军用飞行器散射总场分成两部分进行估算,对于机体表面单元散射场贡献采用电磁场的高频模拟计算方法即物理光学算法(PO),对于机体外延及面相交部所形成的棱边绕射场贡献采用改进的等效电磁流(IMEC)算法分析.为了验证该算法的有效性,完成了对两种飞行器目标模型RCS的模拟计算.模拟结果与暗室实测结果对比,表明该算法可以满足工程估算要求.     

车身非平整表面的RCS分布特性数值模拟分析

特种地面车辆防雷达侦察的隐身性能研究需关注车身表面不平整特征的影响。该文对具有表面缝隙和凹槽结构的简化车身侧部结构、具有表面突出特征(透明装甲结构、密封钢带结构)的简化车身侧部结构的雷达散射截面(RCS)面积分布特性进行了仿真分析,量化描述了表面局部非平整特征对结构整体的RCS面积分布特性的不利影响。与金属平板结构相比,具有表面缝隙或凹槽结构的简化车身侧部结构的RCS面积大于10dBsm的入射方位数分别增加到2.2倍、2.8倍;表面有透明装甲或密封钢带凸特征的两种车身侧部结构的RCS面积大于10dBsm的入射方位数分别增加到5.4倍、1.7倍。对表面有、无圆柱铝条的金属平板结构的实验测试结果验证了局部非平整特征对结构整体的RCS面积的增强效应,也验证了RCS面积分布特性计算分析方法的准确性。金属表面的非平整结构可显著增加RCS面积大于10dBsm的入射方位数,而对结构整体的RCS面积最大值的影响较小。在隐身车身设计时,应减小车门缝隙、内凹与外凸类非平整结构的尺度、数量,尽可能保持车身外表面平整。     

具有雷达散射截面缩减特性的各向异性编码超表面

本文提出了一种具有雷达散射截面（Radar Cross Section, RCS）缩减特性的各向异性编码超表面。它由金属贴片、介质基板以及金属接地板组成，通过在传统方形贴片的基础上引入各向异性的矩形贴片，实现了对X、Y极化波的不同缩减。超表面单元间存在180°的反射相位差，以此为基础对超表面进行分区域设计，超表面整体设计成对称结构。所有单元产生的辐射场叠加，使入射到其表面的电磁波均匀地反射至各个方向，实现RCS缩减。结果表明，该超表面在X、Y极化波垂直照射下，RCS缩减量高于10 dB的带宽分别为5.75 GHz(16.35 GHz～22.1 GHz)和5.67 GHz(16.18 GHz～21.85 GHz)，最大缩减量分别出现在20.9 GHz和16.9 GHz。与传统算法实现的编码超表面相比，本文提出的超表面设计流程简单、易于实现。此外，该超表面具有低剖面、小型化等特点，可有效用于选择性电磁隐身。     

包含等离子体覆盖层的金属方柱RCS分析

应用(FD)2TD数值方法对等离子体的电磁波反射系数和相位进行研究,并与解析解进行比较,证明该方法的正确性.同时应用该数值方法计算了尺寸为入射波长2.0倍的金属方柱的雷达散射截面(RCS),其结果与矩量法进行了比较,接着计算了在金属方柱表面覆盖等离子体厚度分别为入射波长的0.5、1.0、和2.0倍3种情况下的RCS.结果表明:金属方柱的等离子体覆盖层可以有效地减小雷达目标的RCS,这一结论可以应用于航空飞行器的隐身技术中.     

天线方向图对目标近场散射特性影响的研究

以SCTE可视化预估系统为基础,用高频近似法建立了考虑天线方向图时目标近场RCS理论模型.通过实例,计算了有无天线方向图影响下的近远场RCS曲线,分析了天线方向图对目标近场RCS特性的影响.结果表明,天线方向图对目标近场散射特性影响是不容忽视的.     

翼型远场、中场阻力计算方法对比研究

本文研究应用了远场阻力计算方法,以及基于翼型阻力分解策略的中场积分计算阻力的方法。远场阻力计算方法是利用动量定理推导得出的,该方法较传统的表面积分方法,具有不受物体表面的影响,对于复杂外形也适用的特点;中场积分方法是近年来提出的一种新的计算阻力的方法,该方法将流场分为三个不同的区域：波阻区、型阻区、数值耗散区,通过对不同区域进行积分将阻力分解为波阻、型阻、数值耗散阻力。计算结果表明中场积分方法与传统的表面积分方法和远场积分方法相比,不仅可以将阻力分解成不同部分以便于进一步分析阻力产生机理,而且在计算中对网格量的要求较低,即使在网格量较小的情况下也能得到较精确的结果。     

波动方程双程地下方向照明分析

根据地震数据采集系统，对炮点和检波点位置上的波场分别应用波动方程波场传播和波场局部角度域分解方法得到角度域波场，提出一种在角度域进行双程地下方向照明分析的定量方法，并把它应用于SEG（Society of Explomtion Geophysicists）-EAGE（European Association of Geoscientists ＆ Engineers）二维盐丘模型．地下方向照明的定量信息是入射和反射地震波能量在地下各种构造倾角方向上分布的反映．通过这些信息不仅能评价采集系统对地下目标体的效率，而且还能分析地下结构对地震波传播路径的影响，并可对波动方程叠前深度偏移成像效果进行综合评价．     

Optical microscopy using a single-molecule light source

Rapid progress in science on nanoscopic scales has promoted increasing interest in techniques of ultrahigh-resolution optical microscopy. The diffraction limit can be surpassed by illuminating an object in the near field through a sub-wavelength aperture at the end of a sharp metallic probe. Proposed modifications of this technique involve replacing the physical aperture by a nanoscopic active light source. Advances in the spatial and spectral detection of individual fluorescent molecules, using near-field and far-field methods, suggest the possibility of using a single molecule as the illumination source. Here we present optical images taken with a single molecule as a point-like source of illumination, by combining fluorescence excitation spectroscopy with shear-force microscopy. Our single-molecule probe has potential for achieving molecular resolution in optical microscopy; it should also facilitate controlled studies of nanometre-scale phenomena (such as resonant energy transfer) with improved lateral and axial spatial resolution.     

基于周期阵列抽样孔的非迭代实时相干衍射成像

提出了一种从远场衍射强度图样实现实时相干衍射成像的非迭代方法．该方法利用特殊设计的周期正方阵列抽样针孔对待测物体的菲涅耳衍射场的波前进行抽样,用CCD记录其远场衍射图样．在计算机中对其处理,可以直接从远场衍射图样的逆傅里叶变换中提取物波的抽样复振幅数据,再利用标量衍射理论对物体重现．因为该方法只需要对一幅远场衍射图样进行测量,避免了迭代算法,而且从理论上不需要透镜,它可以在较广的波长范围内实现实时相干衍射成像．     

柱面光波场在垂直光轴方向的参考面上的复振幅表示

在柱坐标下从微分波动方程出发，推导柱面光波的场分布，并利用远场近似条件导出当线光源与光轴成任意角度时，在垂直光轴方向的参考面上的复振幅表示．     

起伏地表下合成震源记录剩余偏移速度分析

提出一种起伏地表下新的剩余偏移速度分析方法.应用控制照明技术,克服了由于在起伏地表上合成的震源波场不是平面波震源波场而不能应用剩余速度校正公式的障碍,使得射线参数在偏移和速度分析过程中保持一致,且避免了因横向变速而导致的平面波震源波场在传播过程中的畸变.利用改进的合成震源记录叠前深度偏移,直接从起伏地表延拓波场和成像,偏移前无需对地震数据做静校正或重定基准面.合成数据试算表明该方法是有效和实用的.     

离轴共焦非稳腔激光远场分布的腔镜倾斜容限研究

以波函数坐标变换理论和快速傅里叶算法为基础,在考虑腔镜倾斜情况下对离轴共焦非稳腔的光场计算进行了修正。利用修正后的计算方法模拟了腔镜M1倾斜不同角度及不同方向倾斜时远场光强分布,并分析了远场模式的变化。理论分析表明,离轴共焦非稳腔的腔镜倾斜失调容限在顺时针和逆时针方向上是不同的,腔镜M1逆时针倾斜的失调容限大于顺时针倾斜的失调容限,这与共轴共焦非稳腔是有显著区别的     

散射体边界辨识问题中散射场的数值计算

考虑带有混合边界条件的散射体利用反射波信息进行边界识别的反问题.该类问题在利用优化技术迭代求解时的关键一步是散射波及其远场数据的数值求解.由于是混合边界条件,经典的只利用单层位势或双层位势建立在整个边界上一个统一的积分方程的求解的方法不再适用.提出了综合利用单双层位势求解该问题的数值方案,得到的是边界上不同部分的线性积分方程组.利用势函数的阶跃理论数学上证明了所提出方案的可解性,进而给出了方程中奇性积分的计算方法及方程组在有限维空间的离散方案,最后给出了数值例子,证明了该求解方法的有效性.     

裸眼井和套管井中偶极声场的辐射和接收

运用弹性波互易原理,指出并验证井中声场辐射和接收存在的互易性,使得井的接收响应可以由井的辐射因子计算得到,并结合辐射声场的远场渐近解,使得远探测声场的计算效率显著提高;模拟结果与三维有限差分数值模拟结果吻合。由于井对声场辐射和接收的调制作用,偶极横波远探测测井数据SH型横波的贡献远大于SV型横波的贡献,这一结果为数据的处理和解释提供了理论基础;模拟数据及其成像处理结果还证明了横波远探测技术在套管井中的可行性。所提的理论和方法可以快速模拟偶极横波远探测声场。     

磁偶极子远场的严格数学处理

磁偶极子是稳恒磁场研究的最基本模型,原因在于介质宏观磁场都可以等效于无穷多磁偶极子远场的叠加,因而磁偶极子远场的研究具有重要意义。磁偶极子远场计算一般采用基于矢量函数的泰勒级数展开,利用磁偶极子的对称性,选取特殊坐标位置下的代表场点,计算磁偶极子远场的特殊表达,而后推广到一般点。总结梳理了磁偶极子远场教学处理过程,并且从教学实践出发,提出一种严格的推理方法,该方法过程严谨且具有坐标系无关性,使相关内容的教学过程更为科学、严密。     

路灯节能控制技术探讨

随着路灯照明规模的发展,照明能耗也迅速上升,针对此问题,本文提出一种时控和光控相结合的节能照明电路.在后半夜,电路自动降低光源电压并稳压运行,达到节能目的的同时,还延长了路灯寿命.该电路能智能起停路灯,运行可靠,调压稳压速度快,无谐波污染,且检修维护方便.