自适应遗传算法在二维电磁波散射的MEI方法中的应用研究

MEI(Measured Equation of Invariance)方法是一种有效的用于边界截断的数值计算方法,已在计算电磁学领域得到广泛应用,其中MEI方程的病态性是值得关注的一个问题.该文采用有限元方法求解与二维电磁波散射问题相关的Helmholtz方程,重点研究将自适应遗传算法应用于MEI方程的求解.该文的研究结果表明,应用自适应遗传算法求解MEI方程是有效的.     

基于改进MUSIC算法的散射中心参数提取及RCS重构

随着隐身技术的发展,雷达目标的边缘绕射等逐渐取代镜面散射成为主要的散射源,因此基于几何绕射理论（geometric theory of diffraction,GTD）的散射中心模型对隐身目标电磁散射特性的描述要比衰减指数和模型更为精确。显然,准确估计出GTD散射中心参数对刻画目标散射特性犹为重要。针对经典多重信号分类（multiple signal classification,MUSIC）法仅利用目标原始回波数据、参数估计精度不高这一问题,提出一种改进的MUSIC算法对散射参数估计提取。改进的MUSIC算法通过对原始回波数据取共轭,构建新的总协方差矩阵,有效利用了目标原始回波数据的共轭信息。仿真结果表明,与经典MUSIC算法相比,改进的MUSIC算法参数估计精度更高,雷达散射截面重构拟合程度更好,且运算量增加不大,可有效提取出隐身目标的散射中心。     

SIMO线阵列雷达对三维复杂目标电磁散射的仿真与立体重构

提出单输入多输出（SIMO,single input and multiple output）频率步进线阵列下视雷达对一复杂电大三维体目标的电磁散射数值模拟、成像、及其几何特征重构.下视聚束模式的线阵列频率步进雷达SIMO运动合成二维平面孔径,获取包含幅度与相位的散射矩阵;用双向射线解析跟踪方法（BART,bidirectional analytic ray tracing method）,数值模拟计算双站极化散射矩阵.通过距离徙动算法（RMA,range migration algorithm）获得三维分辨图像,实现三维目标几何特征的重构.计算个例给出了粗糙地面上坦克目标模型的散射、成像与重构.同时,又采用FEKO软件的物理光学（PO,physical optics）计算简单体目标散射场及其成像重构作为验证与比较,论证了本理论方法可行与准确高效的良好性能.     

浮区法制备金红石单晶及其光谱特性

采用锐钛矿型二氧化钛为原料, 通过浮区法制备金红石型二氧化钛单晶. 通过X射线衍射（XRD）和拉曼散射（Raman）测试, 对单晶体的结构进行表征, 表明晶体为典型的金红石相. 在Raman光谱中可观测B_1g(143 cm^-1),E_g(446 cm^-1),A_1g(605 cm^-1)和B_2g(826 cm^-1)4个Raman活性模, 并观测到可能属于2级Raman散射峰, 如273,316,327,519,700 cm^-1.     

一种用于动态光散射测量的虚拟数字相关仪

根据数字相关的基本原理, 利用高速数据采集卡和实验室虚拟仪器工程平台LabVIEW, 设计开发用于动态光散射测量的数字相关仪. 利用该数字相关仪对动态光散射实测数据进行分析处理, 给出散射光强的时间自相关函数曲线, 反演计算了颗粒粒度, 并与已知粒度进行比较, 得到较好的测试结果.      

海底掩埋物体的目标强度与信混比分析

小掠射角声波照射下的掩埋物体散射声场计算,对水声探测系统的设计十分重要。现有基于声线理论的方法,无法计算小掠射角声波照射下的掩埋物体散射声场。基于波数积分声场模型和虚源方法,开发了可计算海底掩埋物体三维散射声场的模型软件。通过引入等效目标强度的定义,仿真计算了掩埋圆台和球壳的等效目标强度和回声信混比,并分析了掩埋深度和声波掠射角对信混比的影响。结果表明,用单基地方式工作时,掩埋物体的回声信混比总是很小,探测十分困难,若采用双基地探测,当掩埋深度达到30cm时,信混比可提高40dB以上,对掩埋物体探测系统的设计具有参考价值。     

求解电大目标散射问题的累进迭代方法

在矩量法(MOM)的基础上,采用混合场积分方程(CFIE)结合累进迭代的数值方法(PNM)研究了电大尺寸目标电磁散射问题。目标被分成一些小区域,因此缩小了所需要求逆的矩阵的大小并且减少了计算时间。数值模拟计算了理想导电的圆柱,矩形柱的表面电流分布。所得的结果和一般分域基矩量法的结果以及圆柱的理论计算结果吻合得很好ss,说明了本文方法的有效性。     

各向异性半椭圆型波导对平面波的电磁散射

讨论了横截面为半椭圆型各向异性介质柱体波导嵌入到导体时对平面波的电磁散射.散射场和柱体内场均表示为椭圆柱坐标系下的马丢函数级数展开式,其中的待定系数通过边界条件进行确定.利用积分方法解决了马丢函数在边界条件下无法满足正交关系的事实.为描述问题的方便,仅讨论了横磁波(TM)情形,推导出横电波模式.最后给出了几种不同参数的数值结果.     

多元散射校正和逐步回归法建立黑土有机碳近红外光谱定量模型

采用全谱建立近红外校正模型，计算工作量大且冗余信息多。通过特定方法筛选特征波长有可能得到更好的定量校正模型。逐步回归法在波长选取方面起到了重要的作用。多元散射校正技术（Multiple scatter correction，MSC）可以有效剔除由样品颗粒大小、装填密度、湿度等不同引起的散射影响，有效提高光谱的信噪比。以我国东北黑土为研究对象，采集了136个土壤样品3699cm^-1-12000cm^-1范围的近红外光谱，利用多元散射校正技术对近红外原始光谱数据进行预处理，评价MSC的去噪效果，并利用多元线性回归法建立了土壤有机碳含量与校正光谱优选波长点处吸光度之间的关系模型，评价多元逐步回归法优选波长的有效性。结果表明，多元散射校正技术有效降低了散射的影响，提高了相关光谱的信噪比，模型决定系数从0．598提高至0．681。基于手动挑选波长建立的模型决定系数高达0．956，预测样品集模型预测值与实测值之间的相关系数为0．823。手动挑选波长建立的SOC模型预测能力优于基于逐步回归方法建立的定量模型，利用逐步回归分析法优选波长还需要进一步研究。图7,参26。     

生物分子β-carotene的放大自发辐射与荧光对CS_2受激拉曼散射的影响

利用β-carotene的双荧光行为和三阶非线性光学系数较大的性质,将其溶于CS2液体稀释成浓度不同(3.72×10-5~3.72×10-12mol/L)的溶液作为液芯光纤的芯液体进行受激拉曼散射研究.试验表明,当溶液浓度大于3.72×10-7mol/L时,β-carotene的放大自发辐射对Stokes阈值和强度的变化起主要作用;当浓度小于3.72×10-7mol/L时,β-carotene的放大自发辐射消失而荧光起主要作用:很小能量激光激发就能获得多级高阶Stokes光,各阶Stokes阈值随浓度升高而降低.该研究对实现宽带受激辐射激光器、种子激光等有光明应用前景.