基于物理光学法的再入等离子体包覆体空间散射特性分析

建立十一组元模型,数值模拟再入体化学反应绕流流场,得到流场参数随再入高度、马赫数变化的分布特性。基于绕流流场,采用等效输入阻抗方法及分层介质模型,应用物理光学法计算再入等离子体包覆体雷达散射截面。分析流场特性变化对散射特性的影响。对电磁波在等离子体鞘套内传播特性及电磁波与等离子体相互作用机理进行了初步分析。计算结果对再入体目标识别、等离子体隐身及再入通信具有一定的参考价值。

时域物理光学法分析均匀介质目标的瞬态散射

提出将时域物理光学法(TDPO)应用于计算电大均匀介质目标的时域散射场。将菲涅尔反射系数应用到频域物理光学近似中,由逆傅里叶变换推导出介质TDPO的表达式,从而使TDPO能够分析电大均匀介质目标的瞬态响应。同时给出了三角面片建模下入射波的遮挡消隐方法。计算了典型目标的瞬态散射响应和宽带雷达散射截面(RCS),与其他方法求得的结果吻合良好,验证了介质TDPO的正确性。

基于物理光学法和面元法的目标近场RCS计算

针对求解目标近区电磁散射特性,提出基于物理光学法和面元法计算目标近场雷达截面积(RCS),即采用目标形体构造的面元法建立目标的表面模型,利用物理光学法计算目标近区场上的每单元的散射场,而后对所有单元的散射场矢量求和得到整个目标的散射场和雷达散射截面(RCS)。将目标的RCS计算结果代入引信电路仿真模型获得的目标多普勒信号和引信启动点与实测结果的统计特性一致,证明该方法具有实用性。

采用换元物理光学法分析桁架式可展开反射面天线方向图

桁架式可展开反射面天线在未来的星载合成孔径雷达(SAR)中将有着广泛应用,然而目前对该类天线方向图的系统性理论分析还不够完善。该文根据桁架式天线反射面的特殊构型——空间三角形单元拓扑结构,提出了一种将物理光学法与换元法相结合来计算馈源数目任意、位置任意的桁架式天线方向图的方法,仅需反射面上的节点坐标即可求出天线方向图。对矩形喇叭线阵馈源激励下的口径大小为2.8 m×6 m的桁架式可展开反射面天线方向图进行编程仿真,得到的主要参数计算值与实测值相吻合,通过与几何光学法仿真结果相比较,得出该文提出的算法更为精确有效。该文提出的算法建立了桁架式天线反射面结构与天线方向图的直接联系,实现了该类天线的机电一体化设计。

物理光学法在天线问题上的应用

分析了物理光学法的使用条件、自身优点,以及运用物理光学法求解问题的基本原理。采用物理光学法,对不同天线口径、馈源远近及天线凹凸形状的常见面天线进行分析,得到其各自的方向图,根据天线状态及馈源对方向图的影响,为设计赋形天线提供理论依据。采用物理光学法,对存在多个天线的诱饵站系统进行分析,得到多个天线同时工作天线间存在相互影响时的方向图,与实际测量数据吻合的较好,为诱饵站实际工作情形的计算机仿真提供了可能。

物理光学法在吸收体散射特性研究中的运用

针对渐变微波吸收体因电尺寸大、结构复杂、锥齿间电磁耦合强而难于直接用数值方法直接计算其散射场的难题,提出用物理光学法和天线阵列相结合的技术计算其散射场。在入射波频率给定的条件下,给出涂覆有耗介质导体二面角和一维导体二面角阵列的雷达散射截面RCS(Radar Cross Section)随散射角变化计算例子,以及由涂覆有耗介质导体二面角阵组成的渐变微波吸收体的后向RCS随涂覆介质厚度变化的计算实例。表明本方法计算速度快,效率高,解决了渐变微波吸收体因电尺寸大而无法直接计算其散射场的难题,为电大尺寸渐变微波吸收体的设计提供了一种有效可行的计算方法。

一种基于离散实镜像理论的修正物理光学法在金属平行板内嵌电大尺寸结构中的应用

传统的物理光学法(PO)能够方便高效地处理开放空间中电大尺寸结构的电磁散射问题,并且通常能获得较好的精度。然而,对于电大尺寸结构内嵌在金属平行板之间的这种特殊问题,传统的PO方法不再适用,而采用全波分析方法来处理往往需要消耗巨大的计算资源。该文在离散实镜像理论的基础上,提出了一种修正的物理光学法(DRMI-PO),基本思想是先将金属平行板间的激励电磁流展开为傅里叶级数,再对级数的每一项分别应用2维物理光学法求解场,最后把所有求得的场解作线性组合。与多层快速多极子(MLFMA)的全波方法相比,DRMI-PO在解决该类特殊结构的电磁仿真问题时能在保证足够高精度的同时大幅度提高计算效率;作为应用实例,对两种不同极化方式的太赫兹波段扇形波束扫描天线分别进行了DRMI-PO数值仿真与实验测试,结果表明仿真和实验得出的天线方向图吻合较好,从而证实了DRMI-PO方法的有效性。

用迭代物理光学法分析导弹的耦合散射效应

主要介绍用迭代物理光学法(IPO)计算存在散射耦合的导弹雷达散射截面(RCS)。主要原理是用迭代的方法来求解磁场积分方程(MFIE),以求得存在耦合部件的RCS。研究表明,在IPO的计算过程中不仅需要判断入射波的照射面和阴影面,而且要判断互相耦合的散射体之间的可见性,本文给出解决该问题的相应方法。对遮挡问题判断的准确性直接会影响迭代过程的收敛性,同时影响收敛性的因素还有电磁波相对于散射体的反射次数。最后,通过利用IPO方法与PO方法的计算结果的比较,分析导弹的耦合散射效应。

基于物理光学法的电磁计算软件开发及应用

基于物理光学法(PO),详细讨论了在平面波、偶极子、给定天线方向图等激励下远场和近场的计算算法。利用标准C++开发了物理光学核心计算程序,利用诺基亚开发的C++图形用户界面应用程序框架QT 4开发了完整的用户界面程序和后处理程序,使得该软件具有跨平台和可移植的特点。数值实验表明,该软件的计算结果正确可靠,能够为雷达目标特性仿真计算和复杂目标的散射特性分析提供支撑。

物理光学法分析诱饵站中天线的相互影响

采用物理光学法,对存在多个天线的诱饵站系统进行分析,得到多个天线同时工作存在相互影响时的天线方向图,与实际测量数据吻合的较好,为诱饵站实际工作情形的计算机仿真提供了可能。

物理光学法设计赋形天线

采用物理光学法,对不同天线口径、馈源远近、及天线凹凸形状的常见面天线进行分析,得到其各自的方向图.根据天线形状及馈源对方向图的影响,为设计赋形天线提供了理论依据.

物理光学法分析反射面天线辐射场

利用物理光学方法分析天线的远区辐射场具有计算速度快和内存需求少的特点,目前已被广泛应用于反射面天线的远区辐射场计算中。推导了利用斯特拉顿-朱兰成远场积分方程计算天线远区电场的表达式,计算了某一偏馈反射面天线的方向性,与文献中已有结果比较表明,方向图结果是正确的。馈源的方向图模型设置为余弦函数的q次方,利用增益公式近似推导了天线的增益,将这一计算方法应用于赋形反射面天线的远场分析中,通过对比反射面天线赋形前后波束扫描过程中不同扫描角度处的方向图,验证了赋形设计对于提高天线增益平坦度的有效性。

NURBS曲面RCS的物理光学法混合计算

基于近似驻相法和直接积分法,在利用物理光学法(PO)计算NURBS曲面的雷达散射截面(RCS)的问题中提出一种混合积分法。这种方法既保持积分精度,又提高了计算速度。此外,归纳了七种不适合用一般驻相法处理的剖分面元。同时验证了计算中采用NURBS面元剖分对于提高目标RCS计算精度的作用。

基于曲面片迭代物理光学法的电磁耦合计算

将基于平面片的迭代物理光学(IPO)方法推广到曲面片上,发展了基于曲面片的迭代物理光学(CIPO)方法。利用CIPO方法计算分析了薄层天线罩和罩内散射体之间的电磁耦合作用。研究表明:同基于三角面片的IPO方法相比,CIPO方法对于表面曲率较大的目标可获得更高的计算速度和精度。

基于物理光学法的船舶某装置RCS分析

论文采用物理光学法对船舶某装置的雷达散射截面(RCS)进行了仿真分析,探究了在不同频率下该装置的形状参数对于装置整体RCS的影响规律,并根据仿真结果最终得到了各参数的最佳设置方案,实现了对于该装置整体RCS的优化目的。

基于物理光学法的建筑物内高功率微波耦合场分布计算

利用物理光学法计算了高功率微波在建筑物内的耦合场分布。根据建筑物墙壁和窗户的透射率可以得到墙壁内侧的透射场,将它代入到矢量衍射公式中直接计算出在整个建筑物内的透射场;根据建筑物地面的反射率得到地板表面的反射场,将它代入到矢量衍射公式中可计算出整个建筑物内的反射场;对透射场与反射场进行矢量相加,得到叠加场。将本文方法得到的场分布情况和时域有限差分法得到的场分布进行比较,二者结果一致。物理光学法的优点在于其物理图像清晰,计算量小,计算速度快,适合应用在大型建筑物内部耦合场分布计算上。

费涅尔透镜的焦区场──谱域法与物理光学法的比较

本文分别采用传统的物理光学法（PO）和全被分析的谱域技术（SDT），分析了费涅尔区板（FZP）透镜的焦区场分布。SDT法的计算结果与文献的实验结果一致。通过对PO与SDT两种方法的数值结果比较可知：对单层FZP透镜，PO分析结果的有效性依赖于透镜的焦距与透镜的费涅尔区下限之比，而SDT则具有广泛的适应性。

基于时域物理光学法的电大目标电磁散射特性研究

本文由一般的电磁散射场计算推导出频域的物理光学表达式，应用傅里叶逆变换推导出时域物理光学法（TD-P0）一般表达式，进而给出了理想导体的远区散射场时域物理光学计算公式。编程计算了金属板和金属球的远区瞬态散射。计算结果表明时域物理光学法对计算机硬件要求低、计算速度快，是分析电大目标电磁散射特性的高效方法。

复杂环境中基于物理光学法的电磁散射仿真方法设计与验证

电磁散射在各个领域应用广泛,其仿真方法的精准度亟待提高,研究复杂环境中基于物理光学法的电磁散射仿真方法十分必要。文章利用物理光学法设计电磁散射仿真方法,通过模拟散射截面数据,对散射数据进行信息化处理;基于物理光学法构建散射仿真模型,精准把控电磁散射的各项特性;计算复杂环境下的电磁散射仿真系数,提高电磁散射的仿真精准度,进而实现电磁散射的精准仿真。通过仿真实验发现,新仿真方法的仿真效果更佳,极具推广价值。

基于对称性时域近场物理光学法的大口径抛物面电磁散射特性分析

射电望远镜具有极高的灵敏性,干扰信号经由大口径抛物面结构反射后会对观测系统产生较大影响,其电磁兼容分析是一个不容忽视的研究问题.针对大口径抛物面近场耦合分析面临的电大尺寸问题,本文提出了一种基于空间对称性的时域近场物理光学法,解决了大口径抛物面近场电磁散射计算问题.阐述了物理光学近似法建立抛物面近场电磁散射模型的原理,利用局部格林函数近似法简化了计算过程,采用高斯数值积分方法进行面元积分,得到了焦点处近场散射场强.在此基础上,结合抛物面结构和应用场景,提出了基于空间对称性的高效计算方法.最后基于矩形金属板和小口径抛物面模型验证了算法的准确性和高效性,并对25 m大口径抛物面天线近场散射特性进行了计算分析.本文提出的基于对称性时域近场物理光学法为大型射电望远镜近场耦合分析提供了一种技术途径.