基于压缩感知结合HFSS软件求解目标单站RCS问题

针对传统数值算法处理多角度入射目标电磁散射问题计算量大的劣势,根据压缩感知理论设计了一种含有丰富入射角度信息的激励源,结合Ansys HFSS商业软件的建模功能,形成一种快速处理目标单站RCS分析方法,通过对理想导电立方体和微带阵列天线等算例的分析,验证了新算法与传统方法相比具有计算效率高、处理复杂目标能力强等优点。

一种求解单站RCS的高效算法

本文提出了一种新的求解单站 Ｒ Ｃ Ｓ的高效算法———基波激励法．该法首先选择一个基波函数系，并把其中各元素作为子激励场用以激励目标体使之产生对应的受激表面子电流，再对任意方向的入射场用上述基波函数展开而获得含有入射方向信息的展开系数，并证得该入射场所激励的表面电流就是各基波函数对应的受激表面子电流的加权迭加，权因子就是入射场的展开系数，从而可用所得表面电流求解对应的单站 Ｒ Ｃ Ｓ．在电大尺寸目标 Ｒ Ｃ Ｓ 分析中，相比传统方法，该方法具有计算效率高，节省计算机存储空间等优点．

目标后向散射RCS基于MBPE均匀采样的快速计算

根据目标后向散射RCS的计算特点,提出空、频两域的MBPE均匀采样方案.在空间域,提出基于球面波角谱空间展开的宽角度采样方案;在频率域,考虑到在相同角度下观测到的目标会在不同频段下表现出相似的结构特征,提出先在低频段上训练不同入射角下的采样经验,然后再在高频段上进行MBPE插值计算.数值结果表明,在空间域,MBPE的采样点数一般仅为快速多极子采样点数的1/2,并随插值角度范围的缩小而减少;在频率域,MBPE采样点数与频率最大值无关,仅随扫频范围的增大而缓慢增加.

利用奇异值分解快速计算单站RCS的算法

在特征基函数方法中,应用多层奇异值分解技术,由空间各个角度入射的一系列平面波谱生成的初次特征基函数构造出与入射角度、极化方式无关的正交特征基函数组,通过该组基函数的不同线性组合,求出平面波以任意角度照射下金属目标的表面电流分布,进而实现金属目标单站RCS曲线的快速计算。文中结合物理光学法和二叉树动态存储技术,进一步降低存储需求和初次基函数的计算时间。数值算例表明本文方法的正确性和高效性。

应用特征基函数法快速求解目标单站RCS

提出了一种快速求解目标单站RCS的有效算法。传统的矩量法在求解目标单站RCS时,对于每一个激励基函数与缩减矩阵均需要重新构造,计算十分耗时。因此,本文提出了一种基于奇异值分解的特征基函数法,该方法通过奇异值分解来减少基函数生成数目,且不会降低求解的精度,数值算例证明了方法的有效性。

低频太赫兹标准目标雷达散射截面的实验研究

以研究太赫兹雷达散射截面的特性为目的,选用所搭建低频太赫兹雷达测试系统,并借助于标准目标法开展了有关太赫兹雷达粗糙铝盘散射截面的实验研究工作。实验结果表明:在小角度散射中太赫兹雷达散射截面随散射角的增大变化比较明显,在散射角超过5°后太赫兹雷达散射截面随散射角的变化趋向缓慢,但当散射角超过12°后探测信号的强度已衰减到无法测量,在太赫兹雷达散射截面的测试中没有出现微波雷达散射截面的大小随散射角的变化而剧烈振荡的现象;将测试结果与同尺寸微波、激光雷达散射截面的结果进行了对比,得到结论:在0°附近太赫兹雷达散射截面的数值比同尺寸微波雷达散射截面的数值要小两个数量级,但比同尺寸激光雷达散射截面的数值要高一个数量级。

太赫兹雷达散射截面测量中定标体的确定

围绕赫兹雷达散射截面定标体选定的内容开展了一系列工作,确定了适合作为太赫兹雷达散射截面标准体的工艺要求和加工方式,并先后对6种通过不同工艺加工成的太赫兹雷达散射截面的标准体材料进行了测试,分别测出半球反射率随波长的变化关系,确定了适合作为太赫兹雷达散射截面标准体的工艺要求和加工方式,加工出符合条件的太赫兹雷达散射截面测量中用作定标金属铝球,并利用该定标体对其他目标体在低频太赫兹波段的雷达散射截面进行了初步测量。

单站球面近场散射测量方法研究

本文提出了一种单站球面近场散射测量方法,通过对待测目标进行近场球面扫描,获取单站散射近场数据后,利用近远场变换算法即可得到远场单站RCS。以理想导体圆柱作为待测目标,对该测量方法进行了计算机模拟。计算结果表明,通过近远场变换算法得到的远场单站RCS与直接利用电磁仿真软件FEKO计算得到的远场单站RCS吻合良好,从而验证了该测量方法的正确性和有效性。

基于Laguerre多项式的边界积分方程时域求解

针对时域积分方程中存在的晚时震荡问题,介绍了基于Laguerre多项式的电场、磁场和混合场积分方程,求解了导体球和导体圆柱的时域电流分布和后向散射场以及单站RCS。结果表明,3种积分方程很好地解决了晚时震荡问题,混合场积分方程具有更高的计算精度。

自发自收单站平面近场散射测量的研究

对自发自收单站平面近场散射测量进行了研究 ,并进行计算机模拟。计算结果表明 ,利用自发自收单站平面近场散射测量所得的单站 RCS相对量在扫描面外法向附近一个角域内具有良好的工程精度。最后 ,本文指出需要进一步深入研究的几个问题。

电磁格点理论和高频技术相结合的二维带劈导体的电磁散射(英文)

一般采用混合法来分析研究带劈电大尺寸散射作各部分的电磁相互作用。在本文中，我们提出了将电磁格点理论和高频方法（PO、PTD、GTD等）相结合的混合法用以分析处理带劈电大尺寸散射体的电磁散射。数值结果表明，本文所讨论的混合技术能精确地计算目标双／单站RCS，并且能分析其散射机理。

X频段方向回溯天线研究

针对分布式星簇(或星群)内部各卫星之间的数传及组网通信的应用需求,基于需要研究工作在X频段上具有良好方向回溯性的方向回溯天线的目的,本文采用超外差混频技术的方法研究开发了工作在8.1 GHz上的一维方向回溯天线。通过对其在暗室中进行单站RCS和双站RCS测试,结果显示,在喇叭天线主波束±30°范围内,回波电平的波动在3 dB以内,且回波接收最大的方向确实出现在问讯信号(入射信号)方向,天线的指向误差控制在±3°以内,具有良好的方向回溯性能,满足设计指标。