基于高阶边界散射变换的二面角快速成像算法

基于二面角的单站圆周扫描模型,本文分析了不同张角二面角的奇次反射回波分布规律.通过建立正向散射模型并求解在各观测角度下对散射场贡献最大的出射点,证明了在二面角内的各种散射中,镜面反射起主导作用.基于此,本文只考虑镜面反射对散射场的贡献,建立了出射边驻定相位点与回波波前之间的一一对应关系,提出了一种高阶边界散射变换(high-order boundary scattering transform,HBST)算法,有效消除了由多次反射带来的成像伪影.相较传统的后向投影算法,本文提出的HBST算法在计算量和成像效率上都有显著的提升,仿真和实验结果验证了算法的有效性.

子波变换在声辐射和声散射数值解中的应用

通过将边界变量用于波展开，获得了求解二维及三维轴对称声辐射和声散射的边界积分方程的子波谱方法，既可求解Ｄｉｒｉｃｈｌｅｔ、Ｎｅｕｍａｎｎ问题，也可求解混合过值问题；它能处理任意边界条件的油对称体．用三维元方法解决了三维轴对称问题边界于波谱方法的奇异积分。给出了二维问题奇异积分的近似积分公式。给出了子波谱方法的系数计算方法，它与传统的边界元系数计算方法相似，易于计算机程序实现，能处理复杂的边界几何形状。该方法的优点是可以获得稀疏的系数矩阵。算例表明：该方法收敛较快，精度高。

几种新的吸收边界条件在电磁散射中的应用

在应用ＦＤＴＤ求解电磁散射问题时， 需要引入吸收边界条件来截断计算空间。将Ｚ变换域上导出的几种新的吸收边界条件应用于三维电磁散射问题的分析。通过数值计算验证了这几种吸收条件的有效性并与ＭＯＭ 法等进行了比较。

复数矢径虚拟边界谱方法在二维空穴声辐射和散射问题中的应用

基于复数矢径虚拟边界积分法 ,通过将虚拟积分曲线上的未知源强密度函数用Fourier级数展开 ,同时借助快速数值Fourier变换计算程序 ,提出了一种求解二维任意形状空穴声辐射和散射问题的复数矢径虚拟边界谱方法 .该方法具有以下特点 :(1)不存在奇异积分处理 ;(2 )采用复数矢径虚拟边界积分方法 ,不仅保证了解的唯一性 ,而且由于虚拟源强密度函数采用Fourier级数展开 ,克服了用单元离散方法不能用于较高频率范围的缺点 ;(3)采用快速数值Fourier变换技术使计算效率大幅度提高 .文中给出的计算结果表明 :在求解任意形状二维空穴声辐射和散射问题上较通常采用的FEM、BEM和VBEM更为有效 .

基于弹性波散射对二维障碍物边界的识别

给出了二维障碍物弹性波散射场的一种近似积分形式 ,基于 Fourier变换法建立了均匀障碍物特征函数与其远场散射振幅中形状因子的关系式 ,最后就基体为锌 ,对圆形和椭圆形截面铁夹杂进行了计算机模拟 ,结果表明该反演方法对定量无损检测技术具有应用价值。

基于超宽带雷达的运动人体目标跟踪成像算法

超宽带雷达用于人体探测,在大规模城区巷战、反恐斗争和灾害救援等方面有着广阔的应用前景.传统的超宽带成像算法在识别能力及计算效率上已不能满足要求.本文针对运动人体目标场景建立系统模型,将人体运动等效为天线移动扫描,基于快速SEABED成像算法提出一种用于超宽带雷达的动目标跟踪成像算法.仿真与实验结果验证了算法的有效性和可行性,该算法对系统硬件要求低,实时性好,准确度高,能完成对运动目标速度估计及运动轨迹跟踪,并对目标边界成像.

一种快速超宽带穿墙雷达成像算法

超宽带穿墙雷达因为反恐、灾后救援等方面的迫切需要而成为近年来的一个研究重点。传统的超宽带成像算法在目标识别能力及计算效率上已不能满足其要求。基于逆边界散射变换的SEABED成像算法可以完成对目标边界快速成像,但是墙体的存在使其在穿墙雷达应用中受到限制。该文考虑到墙体的影响,在SEABED算法基础上提出一种新的适用于超宽带穿墙雷达的包络线算法,该算法通过计算从回波中提取的准波前所对应的曲线簇的包络线来完成目标边界成像。利用FDTD数值仿真实现了对隐藏在墙后目标的二维成像,验证了算法的有效性,并分析了墙壁对目标定位误差的影响。

超宽带穿墙雷达三维快速成像算法

超宽带穿墙雷达是一种能够隔墙探测和定位的新型实时成像雷达系统,在城区巷战、反恐斗争和人质救援中应用非常广泛。穿墙雷达对成像的实时性要求非常高,传统的成像算法已不能满足计算时间上的要求。本文将基于逆边界散射变换的快速成像算法应用到穿墙雷达系统中,利用FDTD数值仿真验证了对隐藏在墙后目标的三维成像结果,并分析了墙壁对目标定位误差的影响。研究表明,与传统的后向投影成像算法相比,基于逆边界散射变换的成像算法计算效率高,实时性好,且能对目标边界形状清晰成像。

一种新型超宽带穿墙雷达运动目标跟踪成像算法

近场区域的非接触式穿墙目标跟踪成像探测是超宽带脉冲雷达在火灾救援、安全保卫、城市巷战以及生命威胁等方面的一个重要应用。基于超宽带脉冲雷达的边界散射变换和直接散射波形提取的边界估计算法(SEABED)由于其不适用于穿墙条件下运动目标的成像与跟踪的情况,该文结合SEABED算法的成像原理,提出回波时延差关系曲线概念从而利用三角定位原理和坐标转换实现运动目标的成像与跟踪。文中提出的算法假设在近场条件下,针对运动目标场景建立系统模型,通过成像结果和速度值的同时估计,对墙体背后的运动目标的边界和轨迹进行有效估计。仿真结果表明,该算法能够弥补墙体对目标回波的影响,精确度高,达到穿墙目标跟踪成像探测的目的。

斜面型厚度变化板中导波的研究

针对单一模式导波入射的情况 ,利用混和边界元模型计算了斜面型散射区域的反射系数和透射系数与各种入射模式、入射频率以及斜面倾角变化的关系 ,研究了在单一模式导波入射时导波与散射体的相互作用。文章的结果可以用来提高大量实际的无损检测工程中的检测灵敏度与能量的穿透能力 ,尤其是在那些发生了斜面状厚度变化波导中的情形。

台阶型厚度变化板中导波的研究

针对单一模式导波入射的情况 ,利用混合边界元模型计算台阶型散射区域的反射系数和透射系数与各种入射模式、入射频率以及台阶高度变化的关系 ,研究在单一模式导波入射时导波与散射体的相互作用。研究结果可用来提高无损检测工程中的检测灵敏度与能量的穿透能力 ,尤其是在那些发生了台阶状厚度变化波导中的情形。

时域有限差分法在计算雷达散射截面中的应用

对利用时域有限差分(Finite Difference Time Domain,FDTD)法计算雷达散射截面的原理、吸收边界的处理、入射波加入和近远场变换等进行了较详细的介绍.并针对时域有限差分法求解麦克斯韦方程中的计算边界条件进行改进,提出相应的可能解决方案.在VC++6.0环境下编写了二维应用程序并给出了二维算例,与已有的结果作了比较,说明程序是有效的.