二维海面上舰船目标电磁散射及合成孔径雷达成像技术研究

研究了二维海面上三维金属目标的电磁散射计算以及合成 孔径雷达(SAR)成像技术. 基于物理光学法、几何光学法和射线弹跳法计算了海 面与目标镜面反射及相互耦合作用; 并用等效电流法计算了目标的棱边绕射作用, 该方法考虑了阴影效应,同时为了消除人为截断引起的边缘衍射, 采用锥形入射波入射. 应用蒙特卡罗法生成的Pierson-Moskowitz谱粗糙面模拟实际海洋面, 计算海面上立方体及舰船的双站雷达散射截面, 通过与数值算法的结果相比较, 验证了该算法的正确性. 运用该解析法快速获取不同频率、 不同角度入射波照射下海面与目标的复合后向散射场数组, 结合SAR成像技术, 得到海面上立方体以及不同姿态舰船目标的SAR成像结果. 该研究成果在实际海洋遥感、海面上军事目标的探测与识别 等领域中具有重要的应用价值.     

平面上方二维介质目标对高斯波束的电磁散射研究

基于矩量法、互易性定理及镜像理论,提出了一种新的混合方法用于研究水平分界面上方二维介质目标对垂直入射高斯波束的差值散射场.应用镜像理论,介质水平分界面可被原始目标相对于该分界面的镜像目标所替代,从而给出散射问题的等效模型.在等效模型中,应用矩量法求解了原始目标及镜像目标对高斯波束的散射场,同时结合互易性定理得到了原目标与其镜像目标之间的耦合散射场.数值计算结果与相关文献方法及MoM所得结果进行了比较,验证了该混合方法的有效性. 关键词： 互易性定理 电磁散射 高斯波束 二维目标     

基于压缩感知的一维海面与二维舰船复合后向电磁散射快速算法研究

矩量法作为数值方法中积分方程方法的代表, 具有计算精度高、所用格林函数自动满足辐射条件、无须额外设置边界条件等优点. 但是在舰船目标与海面复合后向电磁散射仿真中, 传统矩量法需针对每个入射角反复求解矩阵方程组, 导致其在处理后向散射问题时计算量大, 耗时长, 仿真效率低下. 为解决上述问题, 本文提出了一种基于压缩感知技术的矩量法的改进算法. 该算法在求解复合后向散射问题时, 首先利用观测矩阵与传统矩量法中的电压矩阵相乘, 得到一组新的低维度的电压矩阵; 其次通过求解新电压矩阵下的矩阵方程组, 获得电流矩阵的观测值; 最后利用恢复算法(本文采用正交匹配追踪算法)重构出所需的原始入射源照射下的电流系数. 通过与传统矩量法的计算结果对比, 表明本文所提算法能够在保证计算精度的前提下, 明显减少计算时间, 提高计算效率.     

二维导体微粗糙面与其上方金属平板的复合电磁散射研究

研究了二维导体微粗糙面与其上方金属平板复合电磁散射特征.应用互易性原理使求解二次散射场简化为求解包含平板上的极化电流和微粗糙面散射场的积分方程，从而降低了求解难度.应用物理光学近似和微扰法分别求解了平板上的极化电流和粗糙面的电磁散射场，得到了复合散射截面计算公式并进行了数值计算.尤其对该复合模型后向耦合电磁散射结果进行了详细分析和讨论. 关键词： 互易性原理 复合电磁散射 微粗糙面 平板     

改进的二维分形模型在海面电磁散射中的应用

提出了一种改进的二维分形海面模型，其表面谱函数在空间波数小于基波波数及大于基波波数时分别满足正幂率关系和负幂率关系.通过比较可以发现在不同风速时，改进模型的空间自相关函数及表面轮廓谱和有关文献结果有较好的吻合.在满足Kirchhoff近似条件下推导了改进分形模型的散射系数及散射强度系数的计算公式并进行了数值计算，比较了改进模型和经典模型的后向散射强度系数角分布并详细讨论了它们随入射频率、海上风速和风向的变化. 关键词： 改进分形模型 粗糙海面 电磁散射 Kirchhoff近似     

金属目标对贝塞尔涡旋波束的近场电磁散射特性

相较于平面波,贝塞尔涡旋旋波束作为典型的涡旋旋波束,以其携带轨道角动量(orbital angular momentum,OAM)、无衍射、自重建的特性,使其在雷达检测、目标识别与成像等领域具有更加显著的竞争力.本文根据物理光学法和三角形面片建模,并结合贝塞尔涡旋波束的角谱展开法,导出了贝塞尔涡旋波束入射到任意金属目标的散射近场表达式,通过与FEKO软件仿真结果对比验证了本文方法的正确性.数值计算了简单和组合目标的散射近场的幅相和OAM分布以及雷达散射截面(radar cross section,RCS),分析了波束参数、接收面的距离和目标偏移波束距离等因素的影响.结果表明贝塞尔涡旋波束照射下的目标的近场幅相和OAM扰动与多种因素相关,这为进一步利用近场散射特征获得更多的目标信息奠定了基础.     

二维导体粗糙面电磁散射的分形特征研究

采用二维归一化带限Brown分形函数来模拟二维分形粗糙面,主要利用基尔霍夫近似给出了该导体粗糙面的电磁散射场.导出了平均散射场、平均散射系数和散射强度方差的计算公式.讨论了散射场分布与分维的关系,获得了散射场波峰拟合线的斜率与分维D满足线性关系这一重要结论. 关键词：     

快速计算地面上车辆目标的电磁散射特性

为快速计算地面上车辆目标的电磁散射特性,实现适用于半空间环境的多层快速多极子方法.对于近区项,利用严格的半空间并矢格林函数进行计算;对于远区项,首先将半空间格林函数分解为直射项和反射项,然后采用实镜像方法计算反射项.方法物理概念清晰,与目前常用的离散复镜像方法相比,具有良好的收敛性和稳定性,大大降低计算时间和内存需求.实例计算并分析地面上汽车模型的电磁散射特性.     

椭圆截面的无限长金属棒对任意平面电磁波在有损耗的均匀各向同性无限媒质中的散射

本文利用椭圆柱形坐标系,严格地分析了具有任意偏心度的椭圆截面的无限长理想导电的金属棒,放在有损耗的均匀各向同性的无限介质中,对从任意方向入射的均匀平面波的散射问题;并将散射场表示为马许函数。     

柱状导体衍射级数

本文对于任意形状的光滑柱状理想导体的衍射提出一种级数解法。方法的原理与层变媒质的Bremmer级数相似:先以内接多面稜柱代替上述光滑柱体;将此稜柱产生的衍射场展为一个级数。级数之首项为几何光学场;级数之第二项为稜柱的所有各稜产生的元衍射场之和,其中每个元衍射场皆取Sommerfeld问题的解,即将该稜之两侧面视为半无限大的平面。上述每一元衍射场皆投射在其相邻稜上,并在相邻稜上发生衍射;这一衍射场随之又投射在下一个相邻稜上而发生衍射;依此类推。按此方式依次被各稜所衍射的场称为“主掠射元场”。级数之第三项即为这些主掠射元场之和。被某一稜A衍射而后又在相邻的稜B上衍射的某一元场,同样会回射到A上;然后以上述“主掠射”方式传递下去,这样的场称为“一次反射元场”。级数的第四项即为这些一次反射元场之和。依此类推。一般说来,级数之第m项(m>3)为m-3次反射元场之和。元场在任何一稜上的衍射皆取Sommerfeld解。当内接多面稜柱之面数趋向无穷,且每面之宽度趋向零时,多面稜柱即趋于光滑柱体,且级数每一项的求和变为一个积分。这时该级数总和之极限即为原问题之解。对级数之前三项单独进行了推导。对于一般的第m项(m>3),导出了一个递推公式。最后,对该级数之收敛条件进行了探讨。     

矩形截面的反场箍缩

在环形几何矩形截面条件下,给出了无力场方程的解析解。反场出现临界值随1/α增加,欧姆电流亦随1/α值增加。     

求任意形状截面无限长直载流螺线管磁场的一种方法

在电磁学中,无限长直载流螺线管的磁场是一个基本与核心的问题,为了得到这一系统的磁场,通常的做法是：先就圆截面情况计算,然后把截面为任意形状无限长直螺线管看成是由无数大大小小的圆截面螺线管叠加而成,由此得到螺线管内的磁场均匀而管外磁场为零的一般结论.这里给出了一种推导截面为任意形状无限长直螺线管内外磁场的直接方法.先计算螺线管表面一窄条的磁场,再算总磁场.这种方法物理图像清楚,数学过程简单,可以在教学中加以应用.     

ON THE DEFLECTION OF A BEAM OF VARIABLE CROSS SECTION WITH FIXED SPAN

The buckling problem of various beams of variable cross sections has been fullyconsidered by many authors,and the eigenfunctions and eigenvalues of the buckling problemof those beams are availab1e in books and papers on this subject.Firstly,this papershows that the deflection of these beams under the combined action of lateral load andaxial tensile force can be expanded in a series of buckling eigenfunctions and that thecoefficients in such an expansion can be simply expressed in terms of the known eigen-functions,eigenvalues,the axial tensile force and the lateral load.Furthermore makinguse of the eigenfunction expansion,an approximation method is given to determine theaxial tensile force acted on the supports of a beam of fixed span.     

定跨度变截面梁的弯曲问题

一.引言 在处理梁的弯曲问题时,人们经常利用函数级数来表示有关的各量,并后而得到各该量的近似值。胡海昌曾经指出:在横向载荷和轴向力同时作用下,适宜于用梁的屈曲的本徵函数展开式来表示梁的挠度;其中φ_n是满足所给的梁的支座情况的屈曲本徵函数,a_n是常数系数。他求得一个相当简单的公式以已知的本徵函数和本徵值表示诸系数     

Coulomb－Born近似下的He基态（e，2e）三重微分散射截面

在Ｃｏｕｌｏｍｂ－Ｂｏｒｎ近似下，利用满足一定边界条件且包括电子动量相关的库仑波近似描述ｅ－＋Ｈｅ（１ｓ２）→Ｈｅ＋（１ｓ１）＋２ｅ－两出射电子，得出了三重微分散射截面（ＴＤＣＳ）的明晰表达式，计算了入射能为６００ｅＶ和４００ｅＶ、散射角为４°和１０°条件下的ＴＤＣＳ，并与实验值和Ｂｒａｕｎｅｒ理论结果进行了比较。结果发现，电子动量相关效应对解释ｂｉｎａｒｙ峰和ｒｅｃｏｉｌ峰的大小和位置起重要作用。     

任意截面波导中截止波长测试的一种新方法

 提出了一种测试任意复杂截面波导截止波长的新方法。该方法利用波导及谐振腔的有关理论,把任意复杂截面波导的截止频率测试问题转化为对波导谐振腔的测试,因而不但在测试中回避了匹配和过渡等难题,而且达到较高精度,非常适合于微波工程设计使用。还提出了对波导衰减以及模式场分布的测试方法。     

不同截面尺寸Bi-2223多芯带材的错配角

采用输运电流方法测试了37芯Bi2223带材的平均错配角.带材的错配角随带材厚度的降低而减小,同时带材Jc升高.但过薄的带材由于加工不稳定易导致Ag/超界面不规则现象,并破坏界面晶粒取向,造成错配角增大.     

不同截面尺寸Bi-2223多芯带材的错配角

采用输运电流方法测试了37芯Bi2223带材的平均错配角．带材的错配角随带材厚度的降低而减小，同时带材Jc升高．但过薄的带材由于加工不稳定易导致Ag／超界面不规则现象，并破坏界面晶粒取向，造成错配角增大．