基于分层介质模型的HF雷达高度计火星回波仿真研究

火星次表层中的水探测是当前深空探测领域中的热门问题之一.高频(HF)雷达高度计具有较强的穿透能力,且能同时实现距离和功率测量,是火星次表层探测的重要手段.介绍了高频雷达高度计系统的原理和设计,通过分析高度计电磁脉冲与多层光滑介质之间的相互作用,得出其回波功率随时间变化的模型,并考虑了表面粗糙度对表面回波功率的影响.选用典型的火星分层介质模型,对其介电常数特性和高度计回波波形进行了仿真.仿真结果表明,采用高频雷达高度计系统可实现对火星次表层介电特性垂直廓线的反演,对火星中水的识别具有重要作用.

一种新颖的适合光纤光栅响应计算的介质分层模型

提出了基于介质分层的光纤光栅新模型．此模型用于计算光纤光栅的波长响应不仅十分简单方便，而且与耦合模理论及实验吻合得相当好．研究了逐段啁啾光纤光栅的接续问题，发现π／２相移对反射谱的重要影响，还获得了其它有价值的新结论．

非均匀介质薄膜反射率的角度依赖特性

基于半无限分层介质模型,讨论了具有一定折射率分布的非均匀介质薄膜反射率对入射光的角度依赖关系,得出了其光强反射率公式.在此基础上,通过数值模拟给出不同参数下非均匀介质薄膜的反射率随入射角的变化曲线.分析表明,反射率随入射角的增加呈现出先减小后增大的变化趋势.布儒斯特角随表面折射率、底层折射率、有效深度的增加及膜层厚度减小而增加,随入射波长的变化可以忽略.对于同一入射角,薄膜反射率随薄膜分层厚度增加以及表面折射率、底层折射率和有效深度的减小而减小.

基于Havriliak-Negami模型的黏弹性材料吸声性能优化

通过构建Havriliak-Negami模型并使用分层介质模型对黏弹性材料的动态力学参数进行优化,以提升其低频吸声性能。研究结果表明,在频率为1~6 kHz内、厚1 cm钢背衬条件下,厚5 cm橡胶材料的复杨氏模量优化后可实现平均吸声系数达到0.90。同等厚度条件下,具有不同驰豫时间的多层橡胶材料优化后可实现更加均匀的有效吸声。