重建一维多层媒质的时域逼近法

本文提出了一种新的重建一维多层媒质的时域逼近法,并给出了若干反演的实例。

一种改进的快速计算多层媒质闭式格林函数的直接DCIM

Somm erfeld积分是计算多层媒质空域格林函数必须首先解决的问题,该文提出一种对直接DC IM的改进方法,与传统的一级和二级DC IM相比,这种方法求解得到的空域格林函数在近场区、中间场区和远场区都是准确的,并且不用提取准动态项和表面波分量,从而克服了传统DC IM提取这些项的困难.与直接DC IM相比,这种方法将直接DC IM中第一级近似采用的路径一分为二,在不同的路径上采用不同的采样参数,从而在不降低计算精度的前提下,通过减少总的采样点数,有效地减少计算量,缩短CPU时间,达到快速计算格林函数的目的.通过对微带结构格林函数的计算,数值仿真结果与相关文献吻合很好,证实了该方法的正确性.

多层媒质中谱域及空域格林函数的一般表达式

本文给出多层媒质中水平和垂直电、磁偶极子的谱域标量位和矢量位格林函数的一般表达式 ,并验证了其正确性。该表达式除了形式上比较简单 ,可以迅速提取准静态项和表面波项外 ,更重要的是便于向空域转化 ,利用离散镜象理论可以计算相应的以索末菲积分形式出现的空域格林函数。

穿墙雷达平面多层媒质二维衍射层析成像算法

为了解决多层介质墙体后隐蔽目标探测的问题,提出了一种穿墙雷达平面多层媒质二维衍射层析成像算法。所提成像算法基于一阶Born近似理论,通过平面多层媒质的格林函数谱域展开式和快速傅里叶变换技术,实现对多层墙体后隐蔽目标的快速准确成像重建。基于时域有限差分法产生的仿真数据处理结果验证了此成像算法的有效性和准确性。

重建一维多层媒质的时域信号流图法

本文首次提出重建多层媒质的时域信号流图法。通过多层媒质的等效网络,引出时域信号流图的概念,建立其使用法则。借此分析了多层媒质的时域反射机理,并给出重建方法。

电磁波多层媒质传播的[C]网络新理论

本文讨论电磁波在多层媒质中传播的反射和折射。将电磁波斜入射到媒质突变的平面边界作为基本模型,推广到垂直入射和导体、磁体边界等多种情况。本文将电磁波传播和网络理论有机结合,创新地提出多层媒质的[C]网络理论,从而把困难的多层媒质传播转化为[C]矩阵级联,概念简单,结果统一。文中还给出了具体实例。

有耗多层媒质的重建

借助于时域信号流图提出一种重建有耗多层媒质的新方法。利用TE波、TM波的反射信息,所有媒质参数可逐层地通过解析公式反演出来。文中对某些问题进行了讨论,并给出重建实例。

基于FDTD的多层媒质中电磁波反射与透射研究

介绍了时域有限差分法(FDTD)方法的原理,并基于该方法,研究了电磁波在多层媒质中的反射与透射情况.通过实例证明,FDTD法能够模拟波的自然传播情况,因此在处理多层复杂媒质的反射与透射问题,以及显示全空间的场强分布方面,有其巨大的优势.

多层媒质中电磁波反射与透射的FDTD研究

以时域有限差分法(FDTD)方法为工具,研究了电磁波在多层媒质中的反射与透射情况.为验证该方法的有效性,给出了三层媒质的反射与透射系数,而FDTD法的计算结果与之相符较好.由于FDTD法模拟了波的自然传播情况,因此在处理多层复杂媒质的反射与透射问题以及显示全空间的场强分布方面,相对解析方法有着巨大的优势.

多层媒质中散射DGF的系数

长期以来,多层媒质中并矢格林函数的系数一直难以求解。本文给出了多层媒质中并矢格林函数的系数所满足的方程组,利用散射叠加法,求得了任意多层媒质中散射DGF的系数,给出了其一般表达式。

一种便于计算的多层媒质格林函数一般表达式

给出了多层媒质中的水平和垂直电、磁偶极子谱域标量位和矢量位格林函数的一种新型表达通式，并通过理论验证了表达式的正确性.该表达式除了形式上比较简单之外，还可以方便地提取准静态项.更重要的是该表达式便于向空域转化，并可以利用离散镜像理论进行计算.通过几种不同多层媒质结构的数值计算再次验证了所给出的多层媒质中位格林函数的正确性.

超声相控阵在多层媒质中的声场模式优化

针对超声在多层媒质中的传播特性,引入相位补偿因子并结合遗传算法,提出了一种可对多层媒质进行声聚焦控制的方法.利用该方法对16×16二维超声相控阵在多层生物媒质中的多焦点声场模式进行了仿真,计算了生物媒质不同厚度层和不同吸收系数时的声场.结果表明:该方法能优化多焦点声场模式,抑制旁瓣,提高声场增益,将声强最大限度地聚焦在目标区域内;改变生物组织不同层的厚度和不同层的吸收系数,焦点位置不发生变化,但焦域内的声强会有所变化.

求解多层媒质中点源电场问题的复镜像法

求解点源与半无限大均匀媒质的电场问题可利用经典镜像法。若媒质分层均匀，则经典镜像法需要无穷多个镜像来模拟这种电场问题，这给分析计算带来一定的困难。本文所介绍的复镜像法是采用任意函数的有限项指数级数Ｐｒｏｎｙ展开来定义镜像的大小和位置，而替代经典镜像法中采用无限项Ｔａｉｌｏｒ级数展开方法。仅利用几个复镜像便可以得到高精度的计算结果。对于一般的２层媒质问题，利用８个复镜像可以达到１千个经典镜像的计算精度。

基于两层均匀媒质的GPEN SAR地下目标成像方法及其性能分析

地表穿透合成孔径雷达(Ground PENetration SAR,GPEN SAR)为了探测掩埋在地下的目标,通常工作在多层媒质的环境中。传统成像模型是建立在同一均匀媒质的假设上,不再适合于GPEN SAR的实际情况。本文首先建立了两层分区均匀媒质中的成像模型,然后利用后向投影(BP)算法定量分析了成像几何参数、土壤参数等对成像的影响,进而提出了一种修正的后向投影(MBP)算法。MBP算法不仅能够校正两层分区均匀媒质对成像定位的影响,还能估计目标的掩埋深度,提供目标三维位置坐标。仿真结果验证了MBP算法在不同信噪比环境下,对多目标的三维定位精度能满足实际的需要。

舰船多层衰波媒质的振动传递矩阵模型

舰船多层衰波媒质隔振技术是一种基于新型机理的隔振技术。针对其在振动传递效率影响中的静力学问题,通过分析结构物振动能量表征方式并采用声学边界条件,建立振动波斜入射多层衰波媒质时的声强二维传递矩阵模型。推导出声强透射、反射系数。通过专门的验证性实验,证明了多层衰波媒质隔振技术高效的实施效果。同时将二维传递矩阵模型理论计算值与文献中的计算结果进行比较,对比结果验证了模型计算的准确性,说明利用该模型从理论上考察多层媒质的衰波隔振效率是合适的。

平面分层媒质中目标的TAM-BP成像算法

表层穿透雷达(Surface Penetrating Radar,简称SPR)可对公路、墙体等层状媒质中的目标,如钢筋、管道、电缆等进行探测和定位,是一种有效的无损探测工具。为得到这些目标的位置和散射强度,对雷达记录剖面进行高精度成像处理是必须的。基于"延迟-累加"运算的时域反向投影(Back Projection,简称BP)成像算法可对均匀媒质中的点目标进行二维精确成像,但不适用于分层有耗媒质。本文通过分析电磁波在平面多层媒质中的传播特性,导出了平面多层媒质中目标的时延-幅度修正BP(Time-delay and Amplitude Modified BP,简称TAM-BP)成像算法并给出了详细的处理流程。通过对仿真数据和实测SPR数据的处理,结果显示该算法可以对平面多层媒质中的点目标进行高分辨成像。

电磁场教学难点剖析——分层媒质中平面波的场分析

作为《电磁场与电磁波》教学难点之一,分层媒质中的平面波这一内容较为抽象。本文就这一内容进行了详细分析,导出了一种基于二端口网络级联的方法,并给出了具体应用实例。该方法具有物理概念明晰、易于仿真模拟等优点,有利于该内容的形象化教学和学生对行波、驻波等概念的直观理解。

舰船隔振中多层衰波媒质的声传递特性分析

文章研究了多层衰波媒质结构在斜入射声波作用下,各层媒质的几何参数变化对其衰波作用的影响规律。应用建立的二维传递矩阵数学模型计算了多层衰波媒质结构对垂直入射声波的衰波系数,并与实验结果进行了比较。结果表明,计算结果与实验结果基本一致。同时利用此数学模型分析了媒质总厚度、各层厚度比及声波入射角度对声强透射和反射系数的影响。分析结果表明,各因素变化对结构中波传递特性影响较大,且在一定程度上增加结构总厚度和首层媒质厚度有利于增强结构的衰波性能,特别是增强低频区衰波性能。

多层环状导电媒质中离轴偶极子辐射场的级数解

当偶极子源(电偶极子或磁偶极子)置于多层环状导电媒质中偏离轴线的任意一点时,所激发的电磁场既存在TE波又存在TM波。文中导出了各层媒质中电磁场的通解,用边界条件建立了系数传递矩阵,从而完全确定了电磁场表达式。计算实例中给出了一组离轴偶极子的响应曲线。

基于多层快速多极子算法分析平面多层结构

由于多层平面结构空域闭式格林函数难以用加法定理展开,因此,将多层快速多极子算法推广到该类问题的分析存在一定困难。采用二级离散复镜像技术,获得了多层介质空域格林函数,通过对其表达形式做简单的改写,提出针对多层平面结构的多层快速多极子算法,详细讨论了加法定理展开条件对离散复镜像系数的影响及处理办法。数值算例验证了本文方法的准确性和有效性。