圆锥体与圆柱体的几何绕射理论绕射线寻迹

基于几何绕射理论研究了圆锥体以及圆柱体上精确的绕射线寻迹方程 ,所得公式在射线寻迹上适用于远场与近场 ,比目前文献提及的方法更精确 .数值计算结果在远场情况下与文献结果吻合 。

面向对象技术在几何绕射理论编程中的应用

几何绕射理论（ＧＴＤ）是电磁辐射与散射计算领域中广泛应用的一种算法，而编程是其实施的一个关键。针对ＧＴＤ应用软件开发中存在的模块重用率低、可扩充性差的问题，引入了面向对象软件开发（ＯＯＳＤ）技术；重点分析了面向对象分析（ＯＯＡ）、面向对象设计（ＯＯＤ）和面向对象编程（ＯＯＰ）在ＧＴＤ软件开发中的具体实施方法，并给出一个椭球、圆柱组合体上单极天线方向图的算例。该工作较好地解决了ＧＴＤ应用软件的可扩充性和易维护性。

并矢格林函数在圆柱坐标系中的本征展开及其在几何绕射理论中的应用

本文首先利用振子辐射场与并矢格林函数之间的关系导出了并矢格函数矢量波函数展开式。应用复变函数方法求圆柱矢量波函数径向谱域积分,求出了圆柱坐标系中并矢格林函数本征波函数展开式。文章还研究了并矢格林函数方法在几何绕射理论中的应用,给出了导电圆柱表面电振子在高频大电尺寸条件下几何绕射理论幅射场公式。对这一典型问题几何绕射理论结果的推广,得到了一般凸曲面导体振子辐射场的几何绕射理论公式。

几何绕射理论应用中的后向射线跟踪问题

讨论了几何绕射理论应用中后向射线跟踪问题，给出了平面反射射线、曲面绕射射线、边缘绕射射线、曲面绕射－平面反射射线和曲面绕射－边缘绕射射线的跟踪方法，讨论了相关射线的遮挡问题，并且用该方法进行了实例计算。

几何绕射理论下楔形障碍物衍射

应用几何绕射理论,研究不同角度和不同频率情况下楔形障碍物衍射衰减规律,并结合90°楔形障碍物现实应用,模拟楔形建筑物下声音传播衰减。得出了楔形障碍物插入损失与楔形角度和声波频率的关系,结果与Maekawa实测值比较并进行精度分析。针对现实场景下楔形建筑物的遮挡,应用空间剖分和声线束追踪生成声音路径,模拟楔形建筑物区域的声音衰减。结果显示声音衰减随楔形角度减小和频率增加而增大,几何绕射理论可应用于大区域建筑物群声传播衰减计算中。

几何绕射理论中几个特殊函数的数值计算

在考虑高频区空间飞行器上天线辐射特性时,一般采用几何绕射理论进行分析,其中涉及到过渡函数、Fock函数等特殊函数,本文给出了这些函数的数值计算公式,易于在计算机上实现,并绘制了函数曲线,使几何绕射理论(GTD)方法能方便地用于空间飞行器天线设计中。

各向异性介质中用几何绕射理论进行衍射快速计算及其应用

一、引言迄今用于计算各向异性介质中衍射效应的二个重要方法是抛物线各向异性和菲涅尔近似技术以及波的角谱理论,前者只对波速可很好用抛物线和传播距离足够远使菲涅尔条件得到满足的情形有用,后者对于非抛物线各向异性的普遍情况,是一个精确的方法但须大量的计算时间。本文介绍任意各向异性介质中衍射计算的另一种方法。此法是由J.B.

几何绕射理论及其应用

几何绕射理论是用于高频近似解电磁场散射和绕射问题的一种新的渐近计算的方法。本文主要介绍了几何绕射理论,并通过与Long-Rice模型的比较说明GTD是一种有效的方法。

人工等离子体云团与无人机群的散射研究

电离层中释放的金属蒸气产生人工等离子体云团,其可显著改变无线电波传播。本文利用几何绕射理论(geometrical theory of diffraction, GTD)和有限元法(finite element method, FEM)相结合的方法,给出了经由天线、人工等离子云团和无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)群组成的传播链路中信号强度计算方法。利用30~70 MHz甚高频(very high frequency, VHF)信号研究人工等离子体云团与UAV群的复合散射特性,得出如下结论:接收功率随着信号频率增加呈下降趋势;当机群由N架UAV构成时,阵因子迭加使机群雷达散射截面(radar cross section, RCS)出现一定的起伏,同相迭加时,接收功率可比单个UAV高约20lg N dB;利用人工等离子体云团散射可实现VHF频段用于对米级尺度RCS目标进行超视距探测,有助于解决紧急情况下电离层扰动对高频探测的不利影响。

无源绕射栅的理论分析和实验研究

根据几何绕射理论（ＧＴＤ）对尖劈的绕射进行了分析．提出一种在微波通信中继站具有实用价值的无源绕射栅。通过计算和实验，表明无源绕射栅可以有效地增强接收点的场强。

地震勘探中的边缘绕射波及其动力学识别方法

深层、小尺度岩性体的高分辨率探测已超出常规的反射波地震勘探能力,而绕射波成像技术具有高分辨率.综述国内外绕射波的研究现状,本文将发展已久却未受到高度重视的几何绕射理论引入到勘探地震中,从物理直观性上阐述了边缘绕射波的运动学和动力学特征,详细分析了沉积不连续、透镜体和正断层产生的边缘绕射问题.目前主要依据走时差异识别边缘绕射波,本文基于边缘绕射波的绕射系数,提出绕射波的动力学识别方法 .通过比较沉积不连续共炮点和共偏移距的边缘绕射振幅变化曲线,得出共偏移距剖面中振幅主能量和极性反转特性均出现在绕射点在地表投影处,与共炮点记录相比,对信噪比要求不高,为绕射波识别的最佳剖面;透镜体的识别可根据两界面相交处和界面截断处边缘绕射波动力学特征共同分析;识别正断层要将其上表面和下表面分别看成两个沉积不连续模式,根据相应的绕射系数变化曲线进行识别.

斜入射下各向异性阻抗劈散射:表面波的绕射

各向异性阻抗劈的绕射研究对雷达探测、电波传播和高频天线设计等方面有着重要的意义。当平面波照射在各向异性阻抗表面上时,可能激励起导波模形式的表面波,在表面波的传播过程中,若遇到几何参数或者物理参数不连续的目标(例如劈边)则会产生绕射场。考虑到斜入射情况下电场与磁场的耦合,在一致性几何绕射理论(uniform geometrical theory of diffraction,UTD)框架内应用摄动原理,以及Van der Waerden方法得到斜入射情况下各向异性阻抗劈散射场中表面波的绕射场贡献。

曲面角近区散射特性的理论分析

当接收天线位于目标散射场的近区时，不仅要考虑天线各方向上场相位的不同，而且应计入幅度不同带来的影响。本文结合一致性几何绕射理论（ＵＴＤ）和物理光学法（ＰＯ）对一曲面角模型的近区散射特性进行了分析，给出了近区条件下凹面散射场的修正计算公式，并且分析了强方向性波束照射下镜面反射线不能用ＵＴＤ计算的原因，指出了近区与远区散射特性的差别所在。理论计算值与实验数据比较的结果表明，这一方法对近区散射场特性的分析是行之有效的。

机载相控阵天线绕射场分析

采用一致性几何绕射理论分析了某型航空飞行器机体对其上安装的阵列天线辐射方向图的影响。给出了机体散射场分析数学模型建立的原则和天线装机后总场计算方法,详细推导了阴影区曲面绕射场的计算公式,分析了载机对天线辐射方向图的影响。以相控阵天线为例,计算在机体上不同安装位置,天线不同扫描角情况下的天线辐射方向图,为大型阵列天线在载机上的优化布局提供参考。

由散射数据计算数值绕射系数

本文研究数值一致性绕射系数的提取方法。在建立散射模型并确认其散射中心后，用ＦＤＴＤ方法计算散射场，并通过电流加窗方法或联立方程组方法以提取所关心散射中心的一致性绕射系数。金属板边缘的例子验证了这一途径的可行性。最后，用这种方法获得了涂层金属板的一致性统射系数，其结果与阻抗劈的ＵＴＤ结果一致。

半球封闭圆柱体表面绕射声场研究

基于一致性几何绕射理论,对半球封闭圆柱体上半球表面的高频绕射声场进行了数值计算与分析。获得了单个点声源作用下,半球表面声场的声压分布图,其中包括一些干涉条纹,干涉条纹的区域及形状与点声源的位置和频率有关;在多个点声源作用下,发现在接近半球顶点的附近,多个声波经多途传播后在该区域的叠加声压由衰减转为增强的现象。

平面波在介质覆盖导电圆柱上的反射和绕射

介质覆盖无限长理想导电圆柱在平面波激励下的散射和绕射,是研究飞行器上有防热瓦时天线辐射和雷达散射截面等工程向题中抽象出的典型问题。本文就TE和TM平面波的激励研究出高频解,为用几何绕射理论计算介质覆盖导体问题提供了理论基础。

谐振区目标散射特性与曲面绕射机理的研究

针对目标在谐振区的散射模型,提出了将高频方法应用于谐振区的两种改进办法,用以解决高频方法在谐振区精确度有所下降的问题.在谐振区,随着频率和目标电尺寸的降低,对于表达式中的高频级数解,需要更多的求和项才能使级数得以收敛,除此之外还考察了高阶爬行波对散射场的影响.在此基础上,为了分析谐振区的散射特性与散射机理,将混合几何光学-物理光学算法与一致性几何绕射理论相结合,同时推导了爬行波随爬行距离等参数衰减的表达式,并且通过计算金属球和二维圆柱的散射场,总结出目标在谐振区的散射特性.

基于IRLS的跳频模式下GTD散射参数提取和RCS重构

现代谱估计方法能够反演基于几何绕射理论(geometric theory of diffraction,GTD)的模型参数,但不能处理非均匀不完备的雷达散射截面(radar cross section,RCS)数据。此外,通过暗室测量获取完备的RCS数据也需要较大的时空开销。针对上述问题,提出一种基于迭代加权最小二乘(iteratively reweighed least squares,IRLS)的跳频模式下GTD散射参数提取和RCS重构方法。该方法将稀疏重构理论与GTD散射模型相结合,能够在RCS数据非均匀不完备的条件下反演散射参数和实现RCS重构。仿真数据和电磁计算数据用于验证所提方法的有效性,实验结果表明该方法对降低暗室步进频率RCS的测量成本和扩增雷达RCS数据具有重要意义。

NURBS-UTD方法的爬行波射线寻迹算法

针对一致性几何绕射理论方法不能处理任意弯曲模型这一缺陷,研究了基于任意曲面模型的一致性几何绕射理论方法,采用数值的微分几何手段提出了基于非均匀有理B样条建模技术的一致性几何绕射理论方法中在暗区占主要地位的爬行波射线的寻迹算法,使得一致性几何绕射理论方法可应用到复杂电磁目标的分析中.这种算法可以应用于已有的板、柱、锥模型,并且可以有效地处理以往无法操作的任意光滑凸曲面.