适合对称天线的平衡输出高压纳秒级脉冲源研究

时域脉冲源是时域超宽带雷达系统中的重要部件,时域脉冲天线大多采用对称形式,如果用非平衡高压脉冲源激励,难以实现很好的宽带匹配.为此设计了一种新的电路形式,采用平衡输出的Marx电路级联,解决了脉冲源高幅度和平衡输出不能兼顾的问题.利用与对称天线进行的纳秒级脉冲收发实验验证了该电路的良好性能.     

波束波导电磁传输问题的积分方程数值解

应用积分方程数值方法建立了任意形状波束波导中电磁传输问题的物理模型;在馈电端用模式匹配方法分析端口匹配状况,基于等效原理建立波导的场激励模型,应用边界积分方程匹配波导的理想电导体（PEC）边界条件,最后,通过矩量法（MoM）和多层快速多级子算法（MLFMA）等数值算法给出了波束波导电磁传输和口面辐射的场解。数值实例证明了上述分析方法对于电大尺寸波束波导电磁传输问题的有效性和精确性。     

三维电大目标散射求解的多层快速多极子方法

为进一步提高对电大尺寸目标散射求解的能力,详细研究了多层快速多极子方法.重点设计了用于多层快速多极子方法的各种优化方法包括Morton编号、转移因子修正内插技术与外向波重复存储策略.对于未知量数目为N的三维电磁散射,数值实验显示多层快速多极子方法具有O(NlogN)量级的计算量、O(N)量级的存储量,特别适合求解三维电大尺寸目标的电磁散射.利用该方法在单机(内存1Gb)上成功计算了未知量为25万的电大尺寸目标散射.     

超大电尺寸目标的物理光学高效算法分析

根据物理光学理论、理想导体边界条件和阻抗边界条件,建立了理想导体及有耗介质涂敷其表面的电大尺寸平板的物理光学高效算法公式,并将此公式推广到圆柱和球等相似表面。通过计算,给出了平板及圆柱的验证结果。以一个超大电尺寸目标RCS的计算实例充分证明了该方法的高效性和实用性。     

利用相位感应测井数据重建电导率和介电常数

基于两个接收线圈获取的总场相位差和幅度比信息,在二维轴对称非均匀介质中同时重建电导率和介电常数分布.利用电场积分方程和变分原理建立反演方程,然后采用共轭梯度(CG)法进行求解,在每次反演迭代过程中,格林函数保持不变.数值计算结果表明,该方法具有收敛速度快的特点.     

遗传算法和多重网格在两步线性反演中的应用

基于扩展玻恩近似和电场积分方程,建立起非线性反演方程,然后应用两步线性反演方法进行迭代反演.在反演过程中,采用多重网格技术将待反演区域的离散网格从粗网格逐渐推演到细网格.在迭代前期,待反演区被离散为粗网格,利用实数编码的遗传算法对病态方程进行优化反演,并将其迭代反演结果作为迭代后期的初始值.在迭代后期,待反演区被离散成细网格,则采用共轭梯度(CG)法求解未知量较多的矩阵方程.二维轴对称非均匀介质剖面分布的反演结果表明,本文方法可反演高对比度的散射目标,具有较好的稳定性.     

计算天线相位中心的移动参考点法

通过对天线的相位中心和等相位面的计算和分析,提出了移动参考点法,并通过此法得出了角锥喇叭的相位中心、等相位面宽度以及它们与相位偏差之间的关系.由Muehldorf等人采用的求远场相位面曲率中心法只是本方法的一种特殊情况.     

导体介质组合体电磁分析的建模与计算

为提高导体介质复合目标电磁散射分析的效率,采用一类新的表面混合场积分方程进行求解,该方程通过伽略金方法建立的阻抗矩阵具有良好的条件数.分析了多区域连接边上的电磁流分布和基函数的定义,然后根据边界条件推导了广义EFIE-CFIE-JMCFIE方程形式,最后比较了不同积分方程建立阻抗矩阵的收敛性.数值算例表明该方法能明显提高计算效率,实现导体介质复合目标电磁散射分析快速、准确的求解.     

S波段宽带低交叉极化印刷偶极子阵列天线的设计

设计出一种新型宽带低交叉极化印刷偶极子天线,该天线采用双层平面Balun 偶极子结构,不仅具有平面Balun偶极子的宽频带特性,同时也降低了天线交叉极化电平.使用该天线单元设计制作S波段16元线阵.测试结果表明,阵列天线工作带宽达到50%,交叉极化电平小于-43 dB.实验结果验证了该天线阵的宽带低交叉极化特性.     

基于高阶叠层矢量基函数的时域电磁场 积分方程方法

本文将准正交高阶叠层矢量基函数用于时域电磁场积分方程(TDIE),求解了三维金属目标的时域电磁散射问题.准正交高阶叠层矢量基函数定义在曲面四边形单元上,并且不要求网格为规范网格,给复杂目标的几何建模和电磁建模带来很大方便.在空间上利用伽略金方法、时间上采用点匹配法求解时域电磁场积分方程,并采用隐式时间步进算法,数值计算结果表明了该方法求解时域积分方程的精确性、高效性与稳定性.