基于插值的球面近远场变换精度提升方法

天线的远场方向图是研究天线特性的重要依据,近场测量技术能够通过天线的近场测量数据计算出天线的外推远场方向图,具有不依赖天气、成本低、速度快等优点,是一种有效的研究方法。有时探头故障、取样点间取样间隔过大或取样点不够密集会给结果带来较大的偏差。该文以球面近远场变换算法为基准,针对球面近场测量中探头有时出现故障的问题,利用HFSS仿真得到取样间隔不同的天线近场数据,利用计算机进行算法构建,通过将正常数据代入算法的手段验证球面近远场变换算法的正确性,而后引入双调和样条插值法对仿真出的问题近场测量数据进行修正,最后将所得结果与未修正前进行对比。对比结果表明,两方向的方向图平均误差分别减小了0.774 dB和1.3103 dB。

矿井瞬变电磁法波场变换与数据处理方法研究

矿井瞬变电磁法探测电性界面分层的准确性关系到探测地质效果。探讨了瞬变电磁波场变换理论,提出了矿井瞬变电磁波场变换算法,对实际矿井瞬变电磁数据进行了波场变换,提出了波场变换数据处理及成像方法,实现瞬变电磁剖面到拟地震剖面的转换,达到对电性界面的准确划分。结合矿井顶板岩层富水性探测的工程实例对矿井瞬变电磁波场变换及其数据处理方法的实用性和有效性进行了验证,取得了较好的地质效果。研究表明:矿井瞬变电磁波场变换及数据处理方法能够提取瞬变电磁数据中所包含的电性界面信息,解决矿井瞬变电磁法探测在准确确定电性界面方面的不足,突出弱异常进而提高分辨率。

天线平面近场测量中一种近远场变换方法研究

本文研究了一种应用于天线平面近场测量中完成近远场变换的数值算法。利用此方法可以依据天线平面近场测试数据快速简便地求得天线远场方向图及其它特性 ,其精度较高 ;同时可以很方便地进行探头修正 ,并讨论天线平面近场测试中各关键参数对测试结果的影响。本文给出了理论依据和具体计算实例 ,与传统方法进行了比较 。

基于FFT的近场-口径场变换方法

本文提出的近场 -口径场变换方法基于探头与被测天线 (AUT)的耦合方程 ,由Fourier变换求出 AUT发射场的平面波谱的切向分量 ,然后由 Fourier反变换求出被测天线口径场的切向分量 ,从而达到诊断天线口径场幅相分布的目的。口径场变换中的大部分计算采用 FFT算法 ,并且引入空间域的重构法 ,数值精度好 ,数据处理效率高 ,可以达到任意的诊断分辨率。通过数值模拟和诊断实验 ,说明了该方法的正确性和工程实用性。

瞬变电磁场的波场变换算法

瞬变电磁场的波场变换拟地震解释是目前电磁勘探领域中一项很有前景的解释方法，而实现瞬变电磁场的波场变换又是其中的关键。本文基于物理场所满足的基本方程，推导出了适于多种场源激发方式及观测分量的波场变换公式及其数值离散形式。由于波场变换问题为不适定问题，故我们采用奇异值分解算法实现了瞬变电磁场的波场变换，并针对影响波场变换的诸因素（阻尼系数α的选取，时窗宽度、误差）进行了系统研究和计算，证明了我们研究的算法稳定、快速、精度高。

基于三维SAR成像的RCS近远场变换方法研究

微波3维成像能够准确地从背景噪声中分离出目标的散射信息,适用于外场目标电磁(EM)散射特性的分析和研究,因而从3维合成孔径雷达(SAR)成像的角度研究目标电磁的散射特性是目前的一个新兴的热门课题。该文以此为背景,首先从Stratton-Chu积分方程出发详细推导3维SAR的近场波数域成像过程,解释3维SAR成像的物理意义;然后阐述基于3维SAR成像的雷达散射截面积(RCS)近远场变换原理,介绍3维SAR图像的散射中心提取方法,给出基于3维SAR成像的RCS近远场变换算法;最后通过FEKO软件进行了仿真实验,得到了5个点目标的RCS近远场变换的方位特性曲线和频率特性曲线,并通过与理论情况的对比,验证该算法在RCS近远场变换技术中的有效性。

瞬变电磁场的波场变换研究

通过对不同条件下层状介质模型瞬变电磁场数据的波场变换、分析，提高了对瞬变电磁场波场变换物理意义的认识，并总结出若干有价值的规律。指出这种通过数学方法变换出的波场，不仅在形式上满足波动方程，而且在导电介质中也存在“传播”现象，在“传播”过程中，当遇到电性分界面时，也存在“反射”和“透射”。这些结论为在瞬变电磁法中，正确合理地引入地震处理解释方法提供了重要的理论依据。

球模式展开理论近远场变换及快速算法

基于球模式展开理论的近远场变换是天线球面近场测量系统实现的关键,它将待测天线在空间建立的场展开成球面波函数之和,由于其计算公式复杂,因而计算耗费时间长。该文在实际计算中利用快速傅里叶变换及矩阵的思想可以大幅度提高程序运行速度,节省计算时间。采用该方法对角锥喇叭天线的近远场数据进行仿真验证,结果表明外推远场的结果和理论值吻合良好,说明了该方法在保证计算精度的同时,可缩短计算时间。

近场口径场变换的共轭递度快速傅里叶变换算法

改进了基于等效磁流的近场—口径场变换方法 ,采用共轭梯度法迭代求解矩阵方程的最小二乘意义解 ,把系数矩阵构造成循环Toeplitz块矩阵 ,用二维快速傅里叶变换计算迭代过程中大量的矩阵与矢量乘积 ,从而形成近场—口径场变换的共轭梯度快速傅里叶变换算法 .通过数值模拟 ,并与奇异值分解法和共轭梯度法比较 ,说明该算法可以极大地提高计算效率 ,并由诊断实验验证了算法的工程实用性 .

基于基尔霍夫积分的近远场变换的改进

改进了 FDTD中基于 Kirchhoff积分的近远场变换。它的优点在于实现简单 ,计算某一远场分量只用到与之相同的近场分量 ,既能计算远场又能计算近场 ,可以大大缩减 FDTD计算空间。同时将每一时间步的近场对远区的贡献分别计算 ,避免了存储积分面上上一时间步近场值的内存开销 ,近远场变换得到了进一步简化。计算结果表明 ,这种变换方法非常准确。

平面近远场变换的快速算法

基于考虑探头补偿的平面近远场变换理论 ,根据实际需要 ,提出了一种工程实用的平面近远场变换快速算法。通过该算法由近场测量数据变换得到的天线远场方向图 ,既能达到任意分辨率 ,又能节约计算内存和提高计算速度。

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。

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 。

FDTD中近远场变换计算天线方向图的新方法

针对FDTD中时域近远场外推求方向图的方法运算量太大的缺点,提出一种在时域迭代中对等效面上的场进行傅立叶变换,时域迭代完后得到频域场,再进行频域近远场变换求天线方向图的方法。对该方法的消耗额外内存和消耗额外机时(相对于仅算近场而言)进行分析,数值试验表明,该方法的优点是计算量小而且简单。

一种新的基于敏感场变换的电容层析成象算法

本文提出了一种新的基于敏感场变换的电容层析成象（ECT）算法。给出了敏感场变换的公式和新的确定阈值的公式。计算机模拟的结果表明，经过改进以后的算法对各种相浓度分布的成象结果都有明显的改善，证明该算法较以前有较大进步。

声学逆问题——声全息场变换技术及源特性判别

物理学中场的逆问题无论在理论上还是应用上都具有重要意义。本文着重概述基于全息场空间变换技术的发展;介绍了我单位在水声领域中全息场变换、声场重现方面理论和实验研究工作的进展,特别是关于利用BEM边界元方法对于任意形状源面和全息测量面的声场逆变换理论和方法;关于任意非共形面场的逆变换及其误差计算分析;关于宽频信号声场非共形面全息变换及其误差分析;关于声场全息场逆变换的应用等,并提出进一步研究方向。

天线球面近场测量的探针校准近远场变换

从含探针校准信息的传输方程出发 ,对天线球面扫描测量的数据进行球面近远场变换。阐述了用这种变换方法实现“近 -远”、“近 -近”、“远 -近”和“远 -远”四种场变换的措施。对矩形角锥喇叭天线球面扫描测量的数据进行了“近 -远”和“远 -近”场变换 ,变换结果与测量结果吻合较好。

近场口径场变换的MoM-PWS方法

提出了近场诊断测量中实现近场 -口径场变换的MoM PWS方法。该方法基于矩量法和平面波谱理论 ,通过特殊的矩阵方程将被测天线口径场与由近远场变换获得的远场方向图联系起来 ,采用FFT技术和空间域的Fourier重构法求解口径场的幅相分布 ,从而能够修正探头的效应 ,避免了忽略衰减波对口径诊断精度的影响。通过数值模拟和诊断实验 ,说明了MoM PWS方法的正确性。

基于口径场变换的相控阵天线加权系数修正方法

提出了一种基于口径场变换的阵列加权补偿技术,该补偿技术利用仿真或测试的方向图数据,反演等效激励数据,迭代逼近理想的激励数据,进一步修正天线阵列的加权系数,从而获得理想的低副瓣方向图性能。以一个16元八木天线相控阵为例,由于采用多种规格的天线单元,单元方向图增益差异较大,影响合成方向图性能,而通过应用该方法修正后,天线性能接近设计值。仿真结果和近场测试结果进一步验证了该方法的准确性。

移动式视场变换机构的设计

简述了一种全新的双视场变换机构 ,具有体积小、重量轻。