PE模型SSFT解电波传播问题的虚部增量法

针对抛物方程(PE)模型分步傅里叶变换(SSFT)法步进求解电波传播时的吸收层滤波繁冗问题,提出修正折射指数虚部增量法。通过将传统窗函数滤波过程综合到大气折射效应计算中去,使滤波功能等价为修正折射指数的虚部增量,能够使场解在吸收层内平滑衰减为零,避免电波在上边界上的强反射。该方法省去了专门的滤波过程,降低了计算量,当存在多个折射率剖面时,其优势尤其明显。理论推导和仿真分析结果表明了该方法的正确性和有效性。

用微分矩阵法解非线性薛定谔方程的初步研究

介绍一种用数值方法解非线性偏微分方程的方法──微分矩阵法（ＤＭ），并将它与常用的分步 傅立叶交换方法（ＳＳＦＴ）比较．指出在二维情况下，ＳＳＦＴ优于ＤＭ法，但ＤＭ法在某些方面仍大有潜 力．

宽角抛物方程的格林函数及其应用

基于分部傅立叶变换法,建立了宽角抛物方程在二维无界空间的格林函数.提出了计算宽角抛物方程初始场的格林函数法.在此基础上,用宽角抛物方程法计算了高斯电流源辐射在海平面上传播衰减情况,并与几何光学双射线模型以及格林函数本身的计算结果作了比较,验证了此格林函数的正确性,从而为建立求解抛物方程的新方法———辅助位函数法奠定了基础.

战场电磁环境构建中的抛物方程应用研究

在进行战场电磁环境的数字化构建过程中,需要结合各类环境要素对电波的传播过程进行建模和仿真。抛物方程(Parabolic Equation,PE)描述的模型适用于从视距到超视距区域计算电波的传播特性,并有分步傅里叶法(Split-Step Fourier Transform,SSFT)对模型进行计算,但该算法是基于步长迭代的方法,不易并行化实现,在计算大区域电磁传播时难以满足时间上的需求,给战场电磁环境的快速构建带来困难。该文提出一种基于矩阵转置的并行计算方法,构造2维矩阵并按行或列分发给不同的进程,实现了算法的并行计算。该方法能够充分利用计算集群的运算能力,降低了计算时间。计算机仿真结果表明并行算法相对于串行算法能达到4倍的加速比,验证了该方法的有效性。

复杂环境下标准抛物方程变步长解法

针对标准抛物方程(standard parabolic equation,SPE)的固定步长解法在大范围复杂环境电波传播研究中计算精度与速度难以平衡的问题,提出标准抛物方程的变步长解法。首先,在推导出SSFT解法的误差与步长、频率等因素的关系后,为SPE的变步长解法给出步长的基本选择范围;其次,在满足误差要求条件下对SPE应用的复杂环境进行等级划分,阐述了不同环境因素作用机理及变化趋势对步长要求,为不同的复杂环境等级中选择相应的步长提供依据;最后,利用该方法对典型复杂环境的电波特性进行仿真,仿真结果表明该方法在确保计算精度的情况下,相对于抛物方程的固定步长解法节省时间最高可达71.4%,验证了提出方法的可靠性与高效性,能大幅度提高抛物方程电波预测的计算效率。因此,采用可变步长的抛物方程方法能在保证计算精度的同时,减少计算所占内存及所需时间,极大地提高了计算效率,在大范围复杂环境电磁波传播实时预测应用中具有现实意义。

基于柱坐标系抛物方程的太赫兹目标RCS计算

针对太赫兹(THz)波段目标雷达散射截面(RCS)的计算问题,提出柱坐标系抛物方程模型的计算方法。基于柱坐标系中的电场通解式,利用三角函数的正交性分解各模式的激励系数,将抛物方程方法拓展到柱坐标系,得到柱坐标系中抛物方程的分步傅里叶求解形式。在此基础上,将目标等效为一系列的面元或线元,然后通过边界条件和场的迭代递推方法求解抛物方程,进而获得这一系列面元在传播方向某一截面上的散射场。数值算例表明,该方法能用于电大尺寸目标的RCS计算,相比于传统的抛物方程方法,克服了散射角度的限制,计算误差更小。

基于MPEG-2的图像数字化方法的研究

提出了以点阵及点阵平移所形成的沃罗纳晶格作为工具,从数学模型上对连续信号的采样信号进行定义,进一步通过傅里叶公式确定被采样信号的空间傅里叶变换。然后,运用空间逆采样傅里叶变换对被采样信号进行恢复的连续图像数字化处理方法。同时针对BT.6 0 1标准所指定的数字视频格式从图像信号的采样、量化和编码(MPEG 2 )对连续图像信号数字化过程进行了详细解析。结果表明,该方法能够满足数字电视及多媒体等领域日益增长的多媒体编码方法、分辨率和传输率等方面的技术要求。

基于FFTW库分步傅里叶变换算法并行方案研究

介绍了求解抛物型波动方程的分步傅里叶变换(split step Fouriertransform,SSFT)算法计算过程,分析了算法的并行性,并基于西方快速傅里叶变换(fastest Fourier transform in the West,FFTW)函数库研究了2种分步傅里叶变换算法并行方案。所做测试结果表明,文中所提方案尤其是分布式模式方案,对于实现波动方程的快速求解是有效的,且所做工作对于以波动方程为基础的电波传播、电磁环境数据生成等问题的研究具有一定的指导意义。