高斯分布圆口径天线辐射近场分析

采用口径场法对具有高斯幅度分布的圆口径天线辐射近场进行了分析。推导了非聚焦和聚焦2种工作方式下圆口径天线轴向近场和增益的解析表达式;采用数值积分方法分析了圆口径天线非轴向近场分布特性。分析表明,对于高斯幅度分布的圆口径天线,天线轴向场在近区为振荡分布,其近场增益与口径面分布和观测点位置有关,通过聚焦可以使近场焦点处增益达到远场增益,大大提高焦点及焦点附近区域的电场幅度。     

半球壳型介质输出窗辐射图研究

 利用球矢量波函数的线性组合导出了球壳并矢格林函数;使用并矢格林函数方法，取5阶、球面波半张角8°、口面半径0.2 m、频率为10 GHz的高斯场，分析了半球壳型输出窗在束腰分别取0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8情况下对高斯口面场远场辐射图的影响。分析表明:当束腰较小时（取0.3,0.2），半球壳型输出窗对高斯口面场的辐射图影响较小；当束腰较大时(取0.8,0.7,0.6)，辐射图的旁瓣升高，主瓣变窄，反射场对口面场的影响较大。半球壳型输出窗适用于束腰较小的高斯馈源，对于束腰较大的高斯馈源则不适用。     

大气击穿对高功率微波天线的影响

 高功率微波大气传播过程中，天线附近的功率密度最大，容易发生强电离或大气击穿，由此产生“尾蚀效应”等非线性衰减，因此，传输过程中产生的大气击穿限制了高功率微波天线的最大发射功率。通过分析天线近场模型，研究了矩形口径天线和圆口径天线的近场轴向功率密度分布，得到了不同口面场分布下天线的最大归一化功率密度及其最大值所处的位置，并结合大气击穿功率密度阈值计算出锥照圆口径天线的最大发射功率约为148.47 GW。     

超高斯波束圆口径天线近场辐射特性北大核心CSCD

采用口径场理论分析了不同孔束比(孔径与束腰之比)的超高斯分布圆形口径天线近场辐射特性,得到了聚焦条件下焦点位置的近场增益解析式。并对不同观测位置点天线的辐射特性进行了仿真,结果表明:当观测点小于焦距的0.3倍时,且波束阶数大于4时,天线的辐射图样与孔束比无关;当观测点位于焦点时,设定孔束比,不同阶数的波束分布的辐射图样明显不同,但当孔束比为4以上时,辐射图样基本保持稳定,而且高阶波束没有旁瓣出现。     

光子晶体Vlasov天线辐射特性研究

 通过在Vlasov天线口径上加装金属面，再在金属面上环绕天线口径排布金属圆柱构成光子晶体，设计出一种新型的光子晶体Vlasov天线。数值仿真及实验结果均表明，光子晶体的带隙特性改善了天线的辐射特性，使得E面上的最大增益在工作频段内平均提高了2.43 dB。     

电子学全息法再现三维物场

叙述了一种采用电子学全息法分析三维物场的定量方法，它包括：（１）三维物场全息图的数字记录，２）全息图面上复振幅分布的数字再现，（３）利用空间频域衍射公式计算其它平面上的复振幅分布，由此可以获得整个三维物场的信息。本文同时还给出这一数字再现方法的空间分辨率。最后通过计算机模拟展示了一个理想三维物场的再现过程及再现结果。     

高功率微波高斯馈源口面场分析

 用波导本征模展开方法对用于高功率微波发射系统的方角锥高斯馈源口面场进行分析，提出结合馈源远场辐射特性和避免高功率击穿折衷选定相应的高斯模注腰半径，进而确定多个波导模幅值，从而为运用模匹配或耦合波理论设计高斯馈源提供依据。     

由焦面附近光强分布实现波前重构

介绍了一种由光束在焦面附近几个面上的强度分布重构出光束近场波前的方法。把波前重构问题作为一个非线性优化问题,利用光束口径区域内的正交多项式模拟光束波前相位分布,通过优化多项式各项的系数,使对应的波前分布在焦面附近相应的几个面上的强度分布与已知强度分布的偏差最小,即认为由此时的多项式系数决定的近场波前代表了真实的光束波前。针对方光束口径,利用Legendre多项式模拟光束波前分布,利用共轭梯度算法对多项式系数进行了优化计算;优化过程分为几步进行以减少计算时间。重构得到的波前分布与参考波前分布符合得很好。     

求解波束波导中激励-传输-辐射问题的积分方程方法

针对波束波导系统结构和馈电特性,应用体面积分方程建立了任意结构波束波导中电磁波的激励、传输和辐射问题所对应的物理模型.在激励端,采用模式展开方法描述输入口面场分布,并利用模式匹配方法精确模拟波束波导馈电端的匹配状况.通过对波束波导内部的实际结构的精确拟合,基于积分方程建立了激励-传输-辐射的电磁模型,并以高效数值解法给...     

口径天线冲激脉冲辐射场方向性的时域分析

为分析口径天线辐射场方向性,在计算等效面磁流的同时,引入等效面电流的作用,对辐射远场方向性进行了修正,解析公式更适合描述自由空间中口径天线的辐射场;在时间域对冲激脉冲口径辐射场方向性进行分析,得到以下结论:馈入脉冲宽度变宽、口径尺寸减小、口径场幅度锥削分布,以及球面波前均会降低辐射场方向性;辐射场存在时域波形延拓现象,即存在空间色散问题;球面波使口径辐射场方向性迅速恶化,在远区得到一个主轴附近峰值场强相对平坦,而在一定角度峰值场强迅速下降的场。     

Propagation properties of cosh-squared-Gaussian beam through fractional Fourier transform systems

Based on Collins integral formula and the fact that a hard aperture function can be expanded into a finite sum of complex Gaussian functions, the propagation properties of cosh-squared-Gaussian beam passing through ideal and apertured FRFT systems have been studied, and some comparisons between using the methods of analytical formula and diffraction integral formula have been done. Further, the studies indicate that the normalized intensity distributions on FRFT plane depend on the fractional order, truncation parameter and initial beam parameter Ω. Variations of normalized intensity distributions with FRFT order are periodic: when the impact of aperture cannot be ignored, the variation period is 4; and when the impact of aperture can be ignored, the variation period is 2.     

斜入射时孔径衍射旋量理论

利用电磁场的旋量体系方法对斜入射平面波的平面孔径的电磁衍射进行了分析.获得了任意入射情况下孔径的衍射强度公式,并以特例说明与前人的公式是一致的.     

Propagation of Airy beams through a hard-edged aperture

Based on the fact that a hard-edged aperture function can be expanded into a finite sum of complex Gaussian functions, we obtain the analytical formula for the propagation of the Airy beams in free space and through the fractional Fourier transformation (FrFT) system. According to the derived formulas, the propagation properties of the Airy beams in free space and through the FrFT plane with a hard-edged aperture are illustrated numerically.     

平面波照射下无限大导体板上周期孔阵屏蔽效能的解析研究

本文针对平面电磁波对无限大导体平板上周期孔阵的透射问题,首先用Bethe小孔理论将孔阵表示成偶极子阵列,然后用平均化处理得到均匀的等效磁化/极化强度,进而引入等效面源导出透射电磁波表达式,最终给出了孔阵对平面电磁波屏蔽效能的解析公式.该公式分别针对横电和横磁两种极化方式,将屏蔽效能表示成孔阵周期面积、孔的极化系数、波长和入射角的简单函数,其计算结果与全波仿真结果一致性好.结果表明,透射场强的幅值与孔极化系数和波频率成正比,与周期面积成反比;在横电极化方式,波频率和周期面积不变的情况下,透射场强的幅值与入射角的余弦值成正比,入射角越大屏蔽效能越高;在横磁极化方式下,透射场强幅值与入射角的关系相对复杂,但在入射角较小时与入射角的余弦值近似成反比,总体上入射角越大屏蔽效果越低.     

厄米-高斯光束在内含硬边光阑光学系统中的传输

把硬边光阑从复杂光学系统中“移”出来,即把任意一个含有硬边光阑的复杂光学系统体现到含有入射光瞳和出射光瞳的光学系统中，使硬边光阑的作用转化为出射光瞳的作用，以便求出观察面上的解析解。对入射面上的二维厄米 高斯光束，利用柯林斯公式和入射光瞳与出射光瞳的物像关系，可得到所要求观察面的场分布和解析结果，通过数值模拟验证了其正确性。通过分析计算得到如下结论：对于任意一个含有硬边光阑的复杂光学系统，都可以把光阑的作用从系统中“移”出来，把其看作是出射光瞳的作用，从而可以较为简便地求出观察面上的场分布。     

平面波经小圆孔衍射的轴上光强特性

基于精确的衍射场公式和横截面上光强的精确表述，分析讨论了单色平面光波经小圆孔衍射后，其衍射光束轴上光强的最大值以及轴上光强极值的数目和小圆孔半径的关系；并且由此考察了一般的菲涅耳数计算公式的使用条件。     

Sound radiation from an aperture in a rectangular enclosure under low modal conditions

This paper investigates both theoretically and experimentally the sound radiation from an aperture placed in an enclosure wall for the particular case of low modal sound field. The incidence field is composed of the enclosed sound field, which is calculated using the theoretical modal model presented. The transmitted sound is calculated by the Rayleigh radiation equation after continuity conditions have been applied in the aperture plane, assuming the condition of a thin wall. The model is experimentally validated by measuring the directivity and sound pressure radiated from an aperture in the side of a rectangular box. Because the walls of the enclosure are not rigid, an experimental procedure to determine its admittance is also presented. The experiments have been carried out for the first four modes of the enclosed sound field, and good agreement is found between the theoretical and experimental results. These results indicate that the admittance of the aperture, its radiation efficiency, and its directivity are all functions of the predominant mode shape, and the frequency, as well as the location and shape, of the aperture relative to the predominant enclosed mode shape.     

紫外告警系统探测距离的估算

介绍了紫外告警原理及紫外告警系统的结构组成。基于典型目标(导弹)的紫外辐射特征和紫外辐射的大气传输特性,结合紫外告警系统探测器件的性能参数,根据像平面照度公式,提出了紫外告警系统探测距离的估算方法及模型,实例计算并验证了紫外告警系统在不同观察方位角对固体推进剂导弹的探测距离。分析研究表明,改变CCD最小照度值,像管的增益,光学系统的透过率和相对孔径等探测传感器的性能参数,可以提高紫外告警系统的探测距离。     

离轴抛物镜准直特性的研究

由于反射式离轴抛物镜不产生色差并具有较大的有效孔径,已经广泛应用于辐射校准、宽波段的目标模拟和能量聚焦工作中。影响离轴抛物镜准直特性的主要因素有离轴量,有效孔径和焦面出射点的位置。采用矢量的方法,分析了离轴量等参量和准直性能之间的关系。给出了焦面出射点的位置从0~0.05f,相对孔径D/f从0~0.40,相对离轴量h/f从0.1~0.5变化时,离轴抛物镜准直仪的准直性能曲线。运用CODE V对矢量法的分析结果进行了验证,在条件一致的情形,两者结果吻合。这些结果有助于准直仪的设计。     

高功率超宽带同轴双锥天线的设计和实验

 用口径场的方法对有限长同轴双锥天线进行了分析和设计。同轴双锥天线能工作在电压±100kV、重复频率100Hz、单周期脉冲全底宽3.6ns和输出阻抗50Ω的超宽带脉冲辐射源上,辐射功率大于100MW;天线带宽150MHz～1GHz;输入阻抗50Ω。E平面和H平面平行极化半功率点全宽度分别为50°和360°;天线的功率效率约为65%。