基于有效介质理论的吸波材料性能分析

应用有效介质理论,计算了不同体积比下几种复合吸波剂以及吸波剂与透波体组成的吸波材料的有效电磁参数,并分析了其吸波性能。通过与实验数据的对比,表明这种方法可以很好地预测吸波材料的吸波性能。而且,它可以计算出吸波剂及透波体的最佳配比及材料厚度,这对于设计吸收频带宽、吸收效率高的吸波材料具有一定的参考价值。     

基于移位算子法双负介质散射的FDTD分析

双负介质的介电系数和磁导系数均为频率的函数,使本构关系在时域成为卷积关系,这就给应用时域有限差分(FDTD)方法计算双负介质中波的散射和传播带来困难.文中以相对磁导系数为例,引入Padé近似和离散时域移位算子,推导了处理双负介质本构关系的移位算子法.移位算子法数值仿真双负介质负折射效应的结果与文献辅助差分方程法的结果吻合,证明了算法的有效性.最后,用移位算子法计算了金属柱覆盖不同参数双负介质时的后向散射,探讨双负介质在隐身方面的应用前景.     

各向异性介质板横向介质参数的反演

本文简述了各向异性介质FDTD方法，并用FDTD方法分析了三维各向异性有耗介质板的瞬态后向散射。根据各向异性介质板后向散射与入射电磁波极化方向有关的特点，利用其后向RCS的谐振特性估算介质板的横向介质参数。计算表明该方法可行且方便、快捷。     

雷达吸波材料的隐身效果分析

从电磁场理论出发,推导出了电磁波以任意角入射时雷达吸波材料的反射系数公式。同时,给出了计算曲线的例子,通过实例计算分析了电磁波的入射角、极化状态等对隐身效果的影响。为雷达吸波材料的计算机辅助分析和设计提供了基础。     

用磁性异向介质抑制共面天线间的表面波

从电磁波传播原理上说明可用磁性异向介质抑制舰载共面相控阵天线间的表面波,利用时域有限积分法在CST Microwave Studio中对理想导电体(Perfect Electric Conductor,PEC)平面上两个天线端口的仿真模型进行全波求解计算,结果表明:磁性异向介质不但可以在等效磁导率实部为负的频段内增大天线间的隔离度,而且在某些频率还能降低阵面天线模型的后向散射值,并分析了异向介质厚度的变化对电磁兼容性和整体隐身性的影响,异向介质厚度的选择与其电磁本构参数的确定同等重要.     

FDTD应用于各向异性介质及半空间散射问题

介绍FDTD方法应用于各向异性介质散射分析及其并行计算.基于并矢表面阻抗给出金属表面各向异性介质涂层的等效介质参数公式.讨论铁氧体基片偏置磁场对微带天线辐射方向图的影响,模拟研究了板状各向异性材料介质参数的反演途径.将半空间FDTD应用于金属平板上孔缝散射计算和光学材料表面微缺陷散射近场和散射振幅分析,以及介质光栅Floquet模和传输功率的计算.     

等离子体散射FDTD分析的移位算子方法

色散介质的介电系数是频率的函数，使本构关系在时域成为卷积关系，这就给应用FDTD方法计算色散介质中波的散射和传播带来困难。文中把色散介质的相对介电系数写成以jω为自变量的有理分式函数，用δ/δt代替jω，过渡到时域，再引入离散时域移位算子代替时间微分算子来处理有理分式函数形式的介电系数，进而导出FDTD中电位移矢量D和电场强度E之间的关系。所得结果与Z变换理论的梯形近似结果一致，但与Z变换理论相比较，移位算子方法推导简单，概念简明。文中用移位算子结合FDTD方法分别计算一维等离子体平板的反射系数和二维等离子体柱的远场散射。所得结果与用Z变换理论结合FDTD方法计算的结果相符合。     

毫米波涂层隐身材料吸波性能的测试研究

忽略物体的透射率,并根据毫米波隐身材料反射率与发射率归一化的原理,提出一种新的测试方法,即采用毫米波扫描式辐射度测量吸波材料的发射率与反射率,本文报导了该方法的计算公式,并给出了部分结果。     

一种宽带吸波的隐身天线罩设计

传统的吸波材料无法使天线同时满足工作带外隐身和工作带内透波的特殊要求。文中结合传统吸波材料的吸波特性和频率选择表面的滤波特性,提出了一种超材料的宽带吸波的隐身天线罩。利用超材料的谐振叠加特性,设计出宽带人工吸波结构。采用阻抗匹配技术进一步提高天线在工作频带内的透过率,并提高天线带外的吸收率。通过调节超材料吸波体的尺寸,构造了一种Ku 频带透波、高于Ku 频段吸波的超材料天线罩,在保证天线带内正常通信前提下,可减小天线带外的雷达散射截面,提高机载天线的隐身性能。     

新型纳米吸波涂层的研究

雷达吸波材料吸收电磁波的能力主要靠材料自身的电性能和磁性能业吸收一定频率范围内的电磁波。作者主要研制纳米材料作为新型的吸波材料的损耗介质，测量了β-Ni(OH)2、β-Ni(OH)2-Co、β-FeOOH和混合纳米粉末的频率反射特性。结果表明制备的纳米粉末不仅可以吸收电磁波，而且吸收性能优于其他一些常用的吸收材料，其最大吸收值可达40dB。     

基于拉氏变换原理的三维磁化等离子 体电磁散射FDTD分析

 根据拉普拉斯变换(LT)原理,提出了一种新的分析色散介质的电磁特性的时域有限差分(FDTD)算法,称为电流密度拉普拉斯变换时域有限差分(CLT-FDTD)算法.利用磁化等离子体介质中的关于电流密度矢量与电场强度的本构方程,将其两边分别拉普拉斯变换,得到s域内的本构方程.最后进行逆拉普拉斯变换和指数差分,得到在时域里易于求解的FDTD迭代方程.通过该方法计算了非磁与磁化等离子体球的后向雷达散射截面(RCS),验证了该方法正确性与有效性.     

基于时域有限差分法的微带天线分析

微带天线具有许多优点,在许多领域得到广泛应用。为精确设计微带天线,需了解描述天线性能的电参数。介绍了一种数值分析方法——时域有限差分法（FDTD）,从Maxwell旋度方程出发推导FDTD差分格式计算过程,总结出分析电磁问题的一般步骤,并采用FDTD分析了一款典型的微带天线。和电磁仿真软件XFDTD仿真结果相比较,可以看出FDTD计算结果与软件仿真结果吻合得很好。     

网络并行FDTD方法分析电大目标电磁散射

本文应用基于消息传递(Message Passing)模式的网络并行计算系统来实现并行FDTD方法.通过区域分割技术将FDTD计算区域分割成多个子域进行分别计算,各个子区域在边界处与其相邻的子区域进行切向场值的数据交换以使整个迭代进行下去,从而实现FDTD并行计算.我们采用PVM并行平台来实现并行FDTD算法.计算结果表明了本方法的正确性和有效性.     

一种基于FDTD的目标双站RCS计算方法及其应用

提出了一种基于FDTD方法的双站RCS计算方法即瞬态外推时谐场的离散傅立叶变换方法。此法不仅为工程应用提供方便,而且节约了计算时间、提高了计算的精度;文中针对FDTD复杂目标建模给出了一种基于3ds max的建模方法,这种建模方法可以对复杂目标实现快速、准确、可视化建模。运用上述方法,计算了典型目标和复杂目标双站RCS。算例结果表明,该方法是可行的。     

矩形微带天线的设计及FDTD分析

根据理论计算和实际修正,设计出工作于1.79GHz的矩形微带天线。利用基于非均匀网格的时域有限差分方法对天线进行建模和仿真,并分析了天线的频率特性、远场辐射方向图以及阻抗特性和驻波比。     

高超声速飞行器绕流流场电磁散射特性分析

采用七组元化学反应模型,数值模拟高超声速飞行器流场.基于流场结果,用分段线性电流密度递归卷积时域有限差分方法计算了P、L波段飞行器流场的后向雷达散射截面积(Radar Cross-Section,RCS)频率特性及双站散射特性,并分析了入射波频率和双站角对RCS的影响.结果表明:在计算频率范围内,等离子鞘套流场后向RCS基本上比飞行器本体后向RCS小,攻角对流场RCS有所影响,当入射波频率和等离子体特征频率相近时,等离子鞘套改善飞行器的隐身性能;入射波频率为1 GHz时,飞行器等离子鞘套流场和飞行器本体的双站RCS随双站角的变化交替变化,无明显规律.     

一种快速计算多柱体散射问题的区域分解时域有限差分方法

本文提出一种用于计算多柱体散射问题的区域分解时域有限差分算法（DD-FDTD）。当各散射柱体相互间距离比较远时,采用经典的FDTD方法进行计算时,计算域是非常大的,大量的网络浪费在射体之间。文中我们使用区域分解的思想,把各个柱体处理为各个子域。各柱体间大量的网格被省去,代之以二维时域Green函数将各个子域连接起来。采用近远场变换方法,并将柱体间互偶处理为等效柱面波入射场,从而大大压缩了计算时间。由于二维时域Green函数含有关于时间的积分,且此积分是一个反常积分,采用半解析的方法,精确地算出了其中的反常积分值,大幅度提高了计算精度。最终,使该方法得以实现。     

基于FDTD的宽带微带天线的研究

用时域有限差分法（FDTD）对微带天线建模，用仿真软件empire获取数据，可以在宽频范围内观察微带天线的辐射过程，方便的获得天线的输入阻抗、带宽和方向图等特性，利用Matlab对仿真数据进行后处理可以得到方向性系数等参数。文中用该方法设计了一个中心频率为10．37GHz，相对带宽21．7％的宽带微带天线，得到了较好的参数。为工程实际中微带天线的设计与分析提供了参考。     

用FDTD法分析双脊波导的单模带宽

提出用时域有限差分(FDTD)方法分析双脊波导的主模单模带宽,并与相关文献报道的计算结果进行比较,结果表明:FDTD法具有较高的计算精度,可以很方便地用于波导传输特性分析。用FDTD法分析了双脊波导中,由于制造工艺造成的双脊之间不对称对主模单模带宽的影响,给出了主模单模带宽分别在脊位置变化、脊宽变化及脊高变化时的变化规律,为双脊波导的设计和工程应用提供参考数据。     

基于移位算子法高斯波束与双负介质板相互作用的FDTD分析

以磁导系数μ为例推导了处理双负介质本构关系的移位算子法.将μ表示以jω为自变量的Padé近似,用/t代替jω,过渡到时域,再引入离散时域移位算子代替时间微分算子来处理Padé近似形式的μ,进而推导出FDTD计算中时频电磁场中磁感应强度B和磁场强度H之间的关系.最后用基于移位算子的FDTD方法仿真了电磁波与各种双负介质板的相互作用:负折射、相位补偿、平凹双负透镜成像.