自适应对消在去除探地雷达信号直达波的应用

基于自适应对消和探地雷达信号中的直达波的性质 ,提出了一种自适应直达波滤除方法 ,通过对模拟实验数据和实测数据的处理 ,验证了这一方法的有效性。另外 ,还给出了其它方法对同样数据的处理结果 ,通过与这些方法相比较 ,自适应直达波滤除法是一种运算量少、信号失真小、并可实时处理的方法。

探地雷达频率波数域速度估计和成像方法的实验研究

探地雷达的分辨率和地下电磁波的速度估计是探地雷达应用中两个重要研究课题 ,类似地震信号处理中的频率波数域偏移处理 ,本文提出将频率波数域偏移方法应用到探地雷达的成像和速度估计中来 。

双重贝塞尔函数积分的数值计算

双重贝塞尔函数积分由于贝塞尔函数互乘项的强振荡与慢衰减特性而难以应用通常的数值积分算法。本文将被积区间 [0 ,∞ )划分为 [0 ,λ0 ]、[λ0 ,∞ )两部分 ,应用贝塞尔函数的汉克尔函数表述式及后者的大宗量渐近特性 ,区间 [λ0 ,∞ )的双重贝塞尔函数积分可被转化为 Fourier正 (余 )弦变换 ,并可利用各种快速算法对其进行数值计算 ;区间 [0 ,λ0 ]上的双重贝塞尔函数积分的计算可直接应用一般的数值积分算法并能获得较高的计算精度 ;当需大量计算有共同参量的双重贝塞尔函数积分时 ,其计算效率仍显不足。此时 ,可应用贝塞尔函数的导数关系式对 [0 ,λ0 ]内的双重贝塞尔函数积分进行恒等变换 ,再用差商近似导数 ,将其转化为对贝塞尔函数本身的积分 ,而该积分又仅需计算一次。

介质杆天线的时域特性分析

超宽带技术在通信、雷达等众多领域获得广泛应用,时域天线是其关键技术。对介质杆天线用作时城天线的可行性进行了分析,并给出选择介质杆参数的依据。同时还使用FD-TD(时域有限差分法)数值计算方法分析了在超宽带情况下介质杆的直径、激励方式及终端渐变方式对天线的传播特性及辐射特性的影响。分析表明这种天线适宜用作时域天线。

高功率超宽带双馈源抛物面天线设计与仿真

各种超宽带(UWB)及高功率应用中对天线辐射功率及辐射方向性需求不同。针对增大抛物面天线主轴前向辐射功率及改善方向性等问题,提出了一种双馈源半抛物面脉冲辐射天线。通过对多种馈电方式进行仿真和性能比较,得到一种辐射性能相对较优的双馈源焦距内馈电方式抛物面天线。仿真结果表明:这种由两个TEM喇叭辐射单元同时向抛物面馈电构成的反射面天线可以在抛物面口径内进行功率合成,形成峰值功率更高的电磁脉冲,以改善天线主轴方向的辐射增益及方向性。

基于左右手复合传输线的威尔金森功分器

基于左右手复合传输线(CRLH TL),提出了一种新型并行馈电的Wilkin-son功率分配器。采用奇偶模分析方法证明了在Wilkinson功分器中用左右手复合传输线替代传统传输线的可行性,有效减小了功分器的尺寸。同时利用左右手复合传输线较平滑的相频特性,拓宽了新型左右手复合传输线功分器带宽。实测结果表明:和传统Wilkinson功分器相比,左右手复合传输线功分器带宽能大幅度提高带宽,减小器件面积。另外与串行馈电CRLH功分器相比,由于左右手复合传输线Wilkinson功分器结构对称,各输出端口具有很好的相位一致性,隔离电阻的存在,使其各端口间也拥有较好的隔离度。

单极性亚纳秒脉冲激励口径的辐射特性

通过解析积分运算,获得了阶跃脉冲激励口径天线瞬态辐射场的解析表达式,分析了辐射电场脉冲的持续时间与口径尺寸、观察距离及观察角度的关系。研究了在高斯脉冲激励下口径辐射场特性的分析方法,并探讨了脉冲口径天线主轴方向上辐射场的分区依据。

圆周探地雷达测量和成像方法的研究

为了减小传统探地雷达三维成像测量方法的工作量 ,本文提出了圆周探地雷达测量方法 ,并结合该测量方法的特点 ,采用角相关和数据融合技术对圆周探地雷达实验测量数据进行了处理 ,验证了圆周探地雷达测量方法的可行性和有效性 .

超宽带天线口径辐射效应的时域研究

如何高效而又有较少拖尾地将信号辐射出去是超宽带天线的设计关键 ,本文利用FDTD方法研究了在口径面上设定场值的情况下口径形状和激励脉冲的脉宽与辐射波形之间的关系 ,得出在不同口径形状的情况下口径辐射的两个主轴面的辐射情况。

几种典型目标的角闪烁特性分析

从角闪烁的概念出发分析了谐振区典型目标的角闪烁特性。利用解析方法给出了无限长导体圆柱角闪烁的产生机理,角闪烁与电尺寸的关系;利用矩量法求解电磁场积分方程,分析了导体平板和有限长导体圆柱的远区散射场和波印廷矢量,发现导体平板和有限长导体圆柱的波印廷矢量在球坐标系下的3个分量随远区观察距离的平方衰减,因此对导体平板和有限长导体圆柱来说,由波印廷矢量法计算所得的角闪烁与观察距离有关。

瞬变电磁测深波场变换中波形展宽原因探讨

波场变换技术使瞬变电磁测深反演应用层析成像技术成为可能 ,但变换后得到的电磁场量波形随偏移距和地层电导率的增大而展宽 ,严重影响着反演的空间分辨率。本文通过导出的大回线圈在均匀无耗媒质中的阶跃响应之解析表达式 ,分析了大回线圈的辐射场波形宽度与场点坐标的关系。应用这一关系和大地感应电流空间分布的特点 ,讨论了波形展宽的原因 ,并指出 ,波场变换中波形展宽是由于大地中感应涡旋电流在空间上呈体分布的特性所造成的。

探地雷达扫频三维成像方法

基于惠更斯原理三维探地雷达数据叠加偏移处理方法 ,对实验数据进行了三维成象处理。并用频域扫频方法产生宽频带信号 ,通过网络分析仪采集频域回波信号数据 ,获得高分辨率探地雷达所需要的窄脉冲信号。

口径天线辐射脉冲持续时间的研究

通过解析积分运算 ,获得了阶跃脉冲激励口径天线的瞬态辐射场的解析表达式 ,分析了辐射电场脉冲的持续时间与口径尺寸、观察距离及观察角度的依赖关系。分析表明在θ≠ 0°方位上辐射场脉冲持续时间随场点俯角的增大、口径的增大而展宽 ,而在θ =0°附近辐射场脉冲持续时间随观察距离的增大而减小。通过解析积分运算 ,获得了阶跃脉冲激励口径天线的瞬态辐射场的解析表达式 ,分析了辐射电场脉冲的持续时间与口径尺寸、观察距离及观察角度的依赖关系。分析表明在θ≠ 0°方位上辐射场脉冲持续时间随场点俯角的增大、口径的增大而展宽 ,而在θ =0°附近辐射场脉冲持续时间随观察距离的增大而减小。

一种宽频带电视发射天线的设计

针对发射天线带宽受限的问题,提出了一种新型的扩频方法——双补偿技术。该方法将补偿位置转移到了天线的馈线系统内,不需要对单元天线做特别复杂的改进。利用双补偿技术设计了复式正交环天线。

一种新型超宽带喇叭天线的研究

提出一种基于H波导的新型超宽带喇叭天线以减小一般的超宽带天线如TEM喇叭天线侧向泄漏较大的问题。先在理论上研究了H波导用作超宽带天线的可行性以及参数选择的依据,然后利用FDTD方法研究了同轴探针激励的H波导的时域传输特性和截断的H波导及喇叭的辐射特性,得出该天线可用于超宽带天线,尤其是该天线具有较小的侧向泄漏,使其可以用作天线阵的单元的结论。

波场变换方程的数值计算

对瞬变电磁法 (TEM)测量数据作波场变换 ,可以实现TEM数据的拟地震成像解释 ,其中 ,虚拟波动场波形展宽现象是阻碍这一应用的关键问题。本文采用Tikhonov正则化算法和选取正则因子的L准则 ,对具有解析结果的波场变换方程进行了数值求解。数值计算表明 ,由于数值计算引入的展宽是虚拟波动场波形展宽的主要因素 ,因此 ,减小数值求解波场变换方程时所引入的波形展宽 。

探地雷达有效口径和扫描点间距的实验研究

为了减少探地雷达测量过程中的扫描工作量 ,提高探地雷达的采集效率 ,对合理选择探地雷达有效口径和扫描点间距的理论公式进行了讨论 ,通过对实验数据进行处理 ,验证了其合理性和有效性。

关于完全匹配层吸收边界条件中差分格式的讨论

对完全匹配层 (PML)中Maxwell方程差分格式的推导 ,本文认为文献 [1]求解微分方程时有不妥之处 ,给出了改正。根据PML介质中电磁波传播特性 ,我们还用直接方法导出差分格式的不同形式 ,在证明两者一致的同时指出后者更具精确性 ,并易于编程实现。

高功率楔形介质填充天线设计

针对高功率超宽带天线应用中的绝缘性及方向性等关键问题,设计了一种基于TEM喇叭天线形式的楔形介质填充天线,并利用时域有限差分数值方法分析了这种新型介质填充天线的辐射性能。数值模拟与测试结果表明,所设计的这种楔形介质填充天线不仅可以满足高功率天线的绝缘性要求。