物理绕射理论奇异性研究

物理绕射理论是计算尖劈绕射的重要方法,其重要意义是消除了几何绕射理论所带来的奇异值。本文导出了这两种绕射系数的另一种表达式,可以非常明确地说明奇异值消除情况。将绕射系数写成余切函数的形式,奇异点就体现在宗量为0的情形,这种情形恰好就是入射边界或反射边界。物理绕射理论在绝大多数情况下消除了几何绕射理论带来的奇异值。但在一种特殊情形下,仍然存在着奇异,即绕射波沿着劈面且双站角为180°。这种奇异会导致在有些情形下,双站散射计算误差非常大,而在单站情形不会发生奇异。最后,通过二维方柱和三角形柱的散射算例进行了相关验证。

基于PO-PTD优化方法的厢式车辆电磁散射特性研究

电大尺寸和复杂目标电磁散射特性快速精准计算分析方法是提升目标特征信息提取能力的重要手段。车辆目标的散射场主要源于反射和绕射的综合作用,因此采用物理绕射理论(physical theory of diffraction,PTD)引入棱边绕射效应,改进物理光学(physical optics,PO)方法,从而建立电大尺寸和复杂目标电磁散射模型的PO-PTD混合型高频近似优化计算方法,以提升目标特征信息提取能力。进而,基于PO-PTD优化方法分析电大尺寸厢式车辆目标的电磁散射问题,研究其雷达散射截面积(radar cross section,RCS)周向分布特征对频率与擦地角的响应特性。车辆各方位的电磁散射特性与其对应的结构形状有密切关系,涉及大平面镜面反射、二面角反射、边缘绕射等多重效应。车辆RCS分布曲线形态随着擦地角增大而呈现先扩张后缩减的变化,并随着频率增大呈现缩减态势。车辆前向车头与后向车尾对擦地角变化最为敏感,是影响RCS曲线形态变化的主导因素。本研究可为电大尺寸和复杂目标电磁散射特性评估与控制技术提供关键的技术基础。

带有腔体或槽缝的电大尺寸目标电磁散射特性分析

本文提出了一种新的混合方法—FEM/PO PTD法 ,应用于分析计算带有腔体或槽缝的电大尺寸复杂目标电磁散射问题 .在该方法中 ,采用基于棱边的有限元法 (edge basedFEM)为低频方法 ,物理光学法 (PO)与物理绕射理论 (PTD)为高频方法 ,通过耦合技术将两者结合在一起 .为了验证该方法的准确性 ,本文首先将其应用于三维无穷接地开口腔体的电磁散射特性分析 ,计算结果与有关文献的数据一致性很好 .在此基础上 ,给出了几种不同介质填充的三维开口腔体和带有槽缝的三维有限尺寸导体柱雷达散射截面的计算曲线 ,对分析有关工程问题有指导意义 .理论分析与计算结果表明 ,本文提出的混合方法与其它计算同类问题的方法相比 ,能节省计算机存储单元、提高计算速度 .

背腔式微带天线电磁散射分析的FEM/POPTD方法

将一种新的混合方法—FEM /PO PTD方法 ,应用于分析计算背腔式微带天线的电磁散射特性。通过无穷大接地导体平面上矩形背腔式微带天线的RCS计算 ,验证了该方法的正确性。在此基础上 ,计算了两组有限尺寸金属载体上背腔式微带天线的RCS曲线。理论分析与计算结果表明 ,该混合方法具有计算机内存需求少、计算时间短等优点。

单反射面天线模拟的并行FDTD并行TDPO/时域PTDEEC混合方法

采用并行时域有限差分(FDTD)和基于物理绕射理论(PTD)的时域等效边缘电流(EEC)的混合方法(PTDEEC),分析单反射面天线的边缘绕射场,并将该场与并行FDTD和并行时域物理光学(TDPO)混合方法计算得到的物理光学场相结合,实现单反射面天线远区瞬态响应的并行FDTD-并行TDPO/时域PTDEEC混合方法的模拟。偶极子馈源算例的计算结果表明:本文方法所得结果与FDTD方法的计算结果符合较好;单反射面天线口径边缘的绕射对反射面天线远轴副瓣区场的影响比较大。本文方法可用于任意馈源馈电的大型单反射面天线远区辐射瞬态响应的计算。

预测反射面天线馈源毁伤效应的混合算法

提出了一种预测反射面天线系统在馈源毁伤状态下辐射特性的混合算法。采用时域有限差分法(FDTD)分析了波导开口辐射器馈源穿孔毁伤时的初级辐射特性,利用物理光学法(PO)和物理绕射理论(PTD)分析了反射面天线的次级辐射特性。并采用非场分裂式完全匹配层(UPML)吸收边界条件、共形网格(Conformalmesh)技术提高计算精度和效率,取得了良好的效果,充分验证了混合算法的有效性。

卫星星体对多波束天线的散射影响分析

地球静止轨道(GEO)移动通信卫星,多采用大反射面天线及多馈源组成的空间可展开多波束天线系统,具有更高的天线增益,并提高了整体系统性能,但由于过于庞大的天线反射面和馈源阵列,在整星结构构型布局中难免由于卫星星体或其它机构部件的存在而造成散射。文章主要针对GEO移动通信卫星星体对多波束天线散射影响问题,利用仿真分析软件,计算了无卫星星体情况下的合成波束覆盖区图,以及有卫星星体散射情况下的合成波束覆盖区图,并将两者计算结果进行对比,分析结果显示,由于卫星星体的散射影响,使得合成波束主极化和交叉极化覆盖增益分别变化了0.1dB和0.2dB,卫星星体存在对多波束天线的散射影响,因此应分析卫星构型布局对电磁波传播的影响,避免出现颠覆性问题。

用PTD分析双弯曲反射面天线形变和穿孔的辐射特性

该文根据模型反射面天线的爆炸实验测试结果建立了反射面天线形变的数学模型,应用物理光学(PO)法和物理绕射(PTD)理论计算了一种赋形反射面天线形变后的辐射特性,同时还计算了反射面天线表面被爆炸破片穿孔后的辐射特性,结果表明,由于反射面的局部形变,直接导致辐射方向图的恶化,并且随着形变部分面积的增大,水平面的副瓣抬高很大,穿孔也会使水平面的副瓣抬高.

复杂目标电磁散射分析的FEM/PO-PTD方法

采用一种新的混合方法—— FEM/PO- PTD法 ,分析计算带有腔体的电大尺寸复杂目标的电磁散射特性。该方法中 ,应用矢量有限元法 ( edge- based FEM)为基本方法 ,将腔体开口面上的磁场方程作为腔体内问题的边界条件引入泛函 ,采用物理光学法 ( PO)和物理绕射理论 ( PTD)分析电大尺寸规则目标的电磁散射特性。为了验证该方法的准确性 ,首先将其应用于三维无穷接地开口腔体的电磁散射特性分析 ,计算结果与有关文献的数据一致性很好。在此基础上 。

舰船结构对天线辐射性能影响程度的分析

基于物理光学法及物理绕射理论,应用专用舰船电磁仿真软件Ship-EDF,定量计算分析舰船典型结构对天线辐射性能的影响。分析研究舰船结构对天线反射或散射所引起天线辐射方向图的畸变情况,重点讨论天线上舰前后方向图特性对比和舰船桅杆对天线辐射特性的影响。

基于八叉树优化的MoM-PO/PTD混合算法分析目标电磁散射及辐射问题

在综合利用矩量法(method of moments,MoM)和物理光学(physical optics,PO)方法的过程中,要精准识别和划分PO位置处于点光源照射情况下的暗区和亮区。传统的识别划分手段的时间复杂度为O(N2),当面片数量N增多时,所需的时间呈现出急剧增长的趋势。文中应用八叉树和后向追踪算法,对PO亮区判断过程进行加速,可将时间复杂度由N2降为NlgN。由于计算PO区域电流时没有考虑边缘绕射造成的影响,导致计算误差较大。鉴于此,本文在计算过程中引入物理绕射理论对混合算法加以改进,并通过与FEKO中的MoM相比较,说明了修正后的混合算法能够有效提升计算精度。

带有裂缝的电大尺寸目标电磁散射特性分析

提出了一种分析计算带有裂缝的电大尺寸复杂目标电磁散射问题的混合方法—FEM/PO_PTD方法.在该方法中,采用基于棱边的有限元法(Edge_basedFEM)为低频方法,物理光学法与物理绕射理论(PO_PTD)为高频方法,通过耦合技术将二者结合在一起.将此方法用于带有裂缝的二维导电柱的电磁散射特性分析,计算结果与有关文献的数据一致性很好,从而验证了该方法的准确性.还给出另外两种截面的二维导电柱体雷达截面的计算曲线.理论分析与计算结果表明,该法与其它计算同类问题的方法相比,能节省计算机存储单元、提高计算速度.

舰载直升机旋翼后向雷达散射截面分析

通过准静态法,建立计算模型,利用物理光学法和物理绕射理论,计算旋转螺旋桨在不同入射角下的后向RCS值,分析旋转螺旋桨的后向雷达散射截面与叶片扭角和叶片数量的关系。认为调整螺旋桨叶片扭角能改变RCS最大值出现方向;增减叶片可改变螺旋桨RCS变化周期,但不会改变RCS最大值。该研究结论对含螺旋桨飞行器的隐身设计具有一定的参考价值。

一种基于高频近似计算的舰船目标强散射源分析方法

介绍了一种易于工程实现的舰船目标强散射源分析方法。该方法利用物理光学法、物理绕射理论和等效电磁流法等高频近似方法计算舰船目标后向散射回波,并通过二维雷达成像来分析其强散射源分布。通过仿真实验实现了舰船目标雷达后向散射回波计算与二维成像,并分析了强散射源分布,实验结果证明了该方法的可行性。

目标雷达散射截面(RCS)的高频预估方法

利用物理光学（Ｐ０）、几何绕射理论（ＧＴＤＭＥＣ）、物理光学＋物理绕射理论（等效流）（Ｐ０＋ＰＴＤＭＥＣ）等高频预估方法计算了平板的ＲＣＳ．ＧＴＤＭＥＣ和Ｐ０＋ＰＴＤＭＥＣ结果与实验结果和文献［１］吻合很好．

旋转螺旋桨叶片调制效应分析

本文根据准静态法的特点,利用物理光学法、物理绕射理论和等效电磁流法,分析了飞机旋转螺旋桨叶片的散射特性.计算了雷达接收螺旋桨散射回波信号的时域及频域响应,并分析了它的调制效应,此结果可用于雷达目标信号识别.

无线电引信弹目交会信号的数字仿真

采用物理光学法、物理绕射理论研究了无线电引信弹目交会信号的建模方法,实现了目标与引信弹目交会段无线电反射信号的数字仿真;建立了弹目交会信号的仿真模型;分析了不同脱靶角和不同脱靶量弹目交会信号;讨论了脱靶量和脱靶角对引信启动特性和目标识别判据的影响。和实验数据对比表明,仿真模型具有较高的精度和工程实用性,可在无线电引信的产品设计中得到应用。

GEO移动通信卫星合成多波束天线仿真分析

针对地球静止轨道(GEO)移动通信卫星星上多波束天线波束成形技术,研究了合成多波束对地覆盖、点波束天线增益以及波束间干扰抑制技术。利用仿真分析软件进行多波束天线的波束成形仿真分析,优化了天线系统的设计参数,改善了波束间的隔离度指标,提高了系统通信性能和局部地区的信道容量,完成了地球静止轨道移动通信卫星系统合成多波束天线的设计。

基于路德维格积分的目标RCS计算方法

用三角面元对目标进行建模 ,运用路德维格积分和物理绕射理论计算面元与棱边的电磁散射 ,最后得到目标的RCS。通过对方柱RCS的计算 ,验证了该方法的有效性 ,并给出了C波段和X波段不同极化和不同下视角的M

不同极化方式下复杂目标高频区的RCS计算

通过图形电磁计算(GRECO)方法,利用在安装了高性能的图形加速卡的微机上实时计算复杂目标的高频雷达散射截面(RCS),目标用非均匀有理B样条(NURBS)进行样条模拟,由图形加速卡完成消隐和遮挡运算,利用Phong光照模型着色渲染目标可见表面,运用物理光学(PO),等效电磁流法(MEC),增量长度绕射系数法(ILDC)和物理绕射理论(PTD)计算目标高频区的雷达散射截面。根据极化之间的转换关系分析了线极化和圆极化下的雷达散射截面。计算结果与理论值进行比较,效果令人满意。