电磁散射

摘要： 针对预修正快速傅里叶变换(P-FFT)方法的近场矩阵填充速度和效率不高的问题,利用快速填充技术减少近场矩阵的计算时间,分析电大目标的电磁特性。采用预修正快速傅里叶变换方法,不仅能够减少存储需求,而且能够加快远场的矩阵矢量积。重点研究了基于三角形配对的快速填充方法,通过提取基函数测试配对积分过程中的共享积分部分,对近场矩阵元素进行填充,提高了计算效率。数值结果表明,基于三角形配对的预修正快速傅里叶变换方法可以减少近场部分的计算时间,从而提高算法的效率。

摘要： 电磁散射在各个领域应用广泛,其仿真方法的精准度亟待提高,研究复杂环境中基于物理光学法的电磁散射仿真方法十分必要。文章利用物理光学法设计电磁散射仿真方法,通过模拟散射截面数据,对散射数据进行信息化处理;基于物理光学法构建散射仿真模型,精准把控电磁散射的各项特性;计算复杂环境下的电磁散射仿真系数,提高电磁散射的仿真精准度,进而实现电磁散射的精准仿真。通过仿真实验发现,新仿真方法的仿真效果更佳,极具推广价值。

摘要： 研究一种可以高效求解半空间金属目标电磁散射积分方程方法,电场积分方程适用于任意结构电磁问题分析,但是生成的矩阵条件数大,迭代求解收敛性差;而磁场积分方程生成的矩阵条件数小,迭代收敛性好,但是仅能分析闭合结构问题,本文采用了混合场积分方程方法,同时具备电场积分方程的普适性与磁场积分方程的收敛性.由于混合场积分方程中涉及格林函数的梯度项,为了进一步加快计算效率,本文引入了一种针对半空间格林函数的高效四维空间插值方法,对组成半空间格林函数的索末菲积分进行列表和Lagrange插值,以实现高效的迭代求解,效率在传统混合场积分方程的基础上提高12.6倍.数值结果表明,该方法在保证精度的同时,可以显著降低求解问题的时间.

摘要： 该文针对时变海洋面雷达回波信号模拟问题,建立了一种包含电磁散射机理与雷达波形调制特征的海杂波雷达回波信号模型。该模型首先建立一组具有时变特征的海面几何样本,通过对改进双尺度面元模型的加速处理,实现各时刻海面散射数据的高效模拟,并通过与测试数据的对比证实了电磁计算方法的准确性,然后采用子脉冲形式建立宽带回波信号模型,并以各面元散射数据代替其复幅度从而完成雷达回波信号建模。通过仿真验证了模型的合理性与高效性,对海杂波数据的统计分析展示了脉冲压缩处理对杂波的抑制效果。该海杂波模型既考虑了海洋的复杂散射机理与运动特性,又具有一般宽带信号的形式,因此可同时为海洋散射现象的解释和信号处理算法的分析提供完备数据源。

摘要： 针对海陆交界处由于电磁特性复杂难以建立电磁散射模型的问题,提出了一种基于面元法的电磁散射计算方法。该方法首先对陆地区域采用指数谱建模,对海面区域采用文氏谱建模,并采用加权反正切方法建立陆海交界处的三维几何模型;其次对陆地和海面区域分别根据粗糙度的不同进行三角剖分,对每个三角面元设置不同的电参数,并采用积分方程模型(IEM)算法计算其电磁散射回波;最后将整体的电磁散射回波进行相干叠加得到海陆交界区域的雷达散射系数,进一步分析表明相较于深海面而言其电磁散射系数具有较高的回波截面积。

摘要： 针对高速目标进入大气层过程中周围空气产生的电磁散射特性,利用大尺寸FD-21高焓激波风洞,开展等离子鞘套包履大钝头体模型的电磁散射测量实验。利用矢量网络仪的步进扫描技术,在X波段开展试验,获得自由流速度3 km/s、静压578 Pa条件下等离子鞘对大钝头体模型雷达散射截面(RCS)的影响。通过大钝头体模型静态RCS测量,获取其有无高速气流状态下的RCS特征信息,在有等离子鞘套包履条件下,大钝头体RCS特性明显增强。

摘要： 针对基于传统总场散射场(total-field/scattered-field,TF/SF)技术的平面波加载方法无法直接用于地表电磁散射计算问题,将广义总场散射场(generalized TF/SF,G-TF/SF)方法应用于3维地面的电磁散射计算,四周采用卷积完全匹配层吸收边界条件。计算结果表明,G-TF/SF方法减小了计算过程中由于地面截断产生的边缘效应。分别采用G-TF/SF、传统TF/SF和Fung在处理粗糙面电磁散射中提出的上侧TF/SF平面波加载(top boundary,TB)方法,计算了自由空间和水平有耗地面的电磁环境。计算结果表明,与TB方法相比,G-TF/SF方法可高精度地模拟自由空间和水平有耗地面的电磁环境,验证了G-TF/SF方法的正确性。

摘要： 基于骨架结构元(骨元)技术,提出一种灵活高效的电磁散射宽角度扫描算法.与已有骨元扫角算法不同,本文提出的算法对扫描角度抽样没有任何限制.算法将所有角度抽样对应的右端项向量空间用一组骨元向量来表达,通过求解一个超定方程得到任意角度抽样对应的右端项向量.对超定方程的求解进行了分析,研究了超定方程的求解精度与开销问题.讨论了超定方程引入对骨元扫角的影响.通过超低散射目标和电大复杂目标的雷达散射截面数值仿真结果,验证了所提算法的精确性和高效性.

摘要： 针对超电大尺寸复杂环境中目标复合散射的高效计算问题,提出了一种基于非均匀网格模型的复合散射快速计算方法。该方法将复合散射分解为复杂目标散射、粗糙背景散射和耦合散射,采用物理光学法和等效电流法求解目标散射场;采用双尺度法修正散射中心模型,求解粗糙背景散射场;判定目标表面能够产生耦合效应的网格,并对此类网格进行数值加密,结合修正四路径模型求解耦合散射。以立方体-海面、复杂坦克-沙波纹为例,计算了复合目标的散射场,并与多层快速多极子的计算结果进行对比,散射截面积的平均误差达到2.4 dB,效率提高了104倍,该方法有利于突破超电大复合场景散射的计算瓶颈。

摘要： 目前飞机和导弹等电大尺寸复杂目标的电磁散射特性采用高频分析法精度较低,本文研究在PC集群环境下三维导体散射问题矩量法的并行化,并应用于复杂目标的RCS计算.本文使用混合积分方程,再用RWG基函数进行离散,阻抗矩阵元素按行分解,并行共轭梯度法进行求解,通过MPI通信库实现.最后使用基准目标NASA杏仁核验证了该并行计算的准确性.

摘要： 本文以多面体三角形角反射器模型为例,利用Altair公司的HyperMesh软件对模型进行剖分处理,使用Fek.软件进行了全角域静态RCS仿真计算,并将角反射器加载到陆用车辆上,进行RCS仿真比较,通过对比表明了角反射器可以掩盖真实目标的电磁散射特性,从而达到干扰、欺骗以及诱骗的作用.

摘要： 通过对水下运动目标模型的流体仿真,获得了目标在水面形成的表面波尾迹,比较了不同运动条件下目标的内波尾迹形态.利用半确定性面元散射模型对其电磁散射场分布进行了模拟,给出了水下目标内波尾迹的电磁散射特征,并应用于水下目标的成像探测中.

摘要： 本文首先介绍了一种计算电大尺寸海面电磁散射的基于双尺度模型的射线追踪算法(Two Scale Model-Raytracing,TSM-RT),TSM-RT算法是一种近似的射线追踪算法,与传统的射线追踪算法相比,在保证计算精度的情况下,该算法能够有效减少射线与面元的求交次数,进而提高计算效率.同时,为了进一步减少了计算时间,本文还利用图形处理单元(Graphics Processing Unit,GPU)强大的并行处理能力对TSM-RT算法进行加速,并获得了很好的加速效果,与传统的TSM-RT相比基于GPU的TSM-RT算法的计算时间有了很大程度的减少.

摘要： 在多物理和多尺度电磁仿真技术中,物理光学(PO)算法是一种快速仿真电大尺寸目标的计算方法.由于物理光学积分具有高震荡性质,因此计算电大尺寸目标会存在工作量随波长比增大而增大的问题.在本文中,提出快速物理光学算法(FPO),不同于平面片剖分,快速物理光学算法采用二次曲面剖分,这样剖分面片的数目大大降低.其次采用解析算法计算每一面片的散射场.与传统的Gordon面元法相比,数值算例表明该算法具有较低的工作量和较高精度的优势.

摘要： 随着雷达频率和分辨率的提高,海杂波表现出了非平稳特征.针对海杂波的这一特性,本文在准静态方法框架下,采用基尔霍夫近似法仿真了X波段下文氏谱海面的电磁散射回波序列,分析了不同入射角度、不同海况下海杂波的分布特性.通过研究发现Tsallis分布在X波段不同风区和风向下可取得最佳拟合效果,证明了本文仿真所产生的海杂波具有Tsallis分布所表征的非广延性.对各种不同海况和雷达参数仿真得到的海杂波样本估计所得到的参数q的值均不为1,可认为仿真所得到的杂波时间序列具有介于混沌信号和随机信号之间的幂率敏感性,符合真实海杂波的非平稳特征.

摘要： 目标极化分解与极化信息提取是极化SAR应用研究的一个重要部分。本文分析了典型极化散射机制随着视角等参数变化时产生的各向异性.为了更好地从散射矩阵中提取出具有一定物理含义的极化信息,建立了任意取向散射体的电磁散射模型,模拟其在Cameron极化空间中的变化轨迹分布.并用UAVSAR数据进行实验验证,计算出了取向角、z参数与视角的关系,与桥体的SPM二次散射仿真模型的计算结果吻合.

摘要： 本文介绍一种基于自适应高斯表达(Adaptive Gaussian Representation,AGR)的散射类型识别与提取方法.该方法使用自适应时频变换算法AGR计算目标散射回波的频谱图,分离其中高斯基函数宽度大的信号分量和宽度小的信号分量,分别进行ISAR成像,实现散射机理的定位和分离.本文介绍的方法可用于识别复杂目标上局部化和非局部化散射类型产生的位置,并可通过提取不同高斯基函数实现对不同散射类型的分离,可用于电磁隐身设计、SAR/ISAR图像理解和处理等.

摘要： 本文介绍一种基于自适应高斯表达(Adaptive Gaussian Representation,AGR)的散射类型识别与提取方法.该方法使用自适应时频变换算法AGR计算目标散射回波的频谱图,分离其中高斯基函数宽度大的信号分量和宽度小的信号分量,分别进行ISAR成像,实现散射机理的定位和分离.本文介绍的方法可用于识别复杂目标上局部化和非局部化散射类型产生的位置,并可通过提取不同高斯基函数实现对不同散射类型的分离,可用于电磁隐身设计、SAR/ISAR图像理解和处理等.

摘要： 本文介绍一种基于自适应高斯表达(Adaptive Gaussian Representation,AGR)的散射类型识别与提取方法.该方法使用自适应时频变换算法AGR计算目标散射回波的频谱图,分离其中高斯基函数宽度大的信号分量和宽度小的信号分量,分别进行ISAR成像,实现散射机理的定位和分离.本文介绍的方法可用于识别复杂目标上局部化和非局部化散射类型产生的位置,并可通过提取不同高斯基函数实现对不同散射类型的分离,可用于电磁隐身设计、SAR/ISAR图像理解和处理等.

摘要： 本文介绍一种基于自适应高斯表达(Adaptive Gaussian Representation,AGR)的散射类型识别与提取方法.该方法使用自适应时频变换算法AGR计算目标散射回波的频谱图,分离其中高斯基函数宽度大的信号分量和宽度小的信号分量,分别进行ISAR成像,实现散射机理的定位和分离.本文介绍的方法可用于识别复杂目标上局部化和非局部化散射类型产生的位置,并可通过提取不同高斯基函数实现对不同散射类型的分离,可用于电磁隐身设计、SAR/ISAR图像理解和处理等.

摘要： 在不同的实施例中提出一种用于制造用于电磁辐射的散射层(106)的方法，其中该方法具有：将散射中心(306)施加到载体(102，104)上；将玻璃(312)施加到散射中心(306)上；和将玻璃(312)液化，使得液化的玻璃(312)的一部分在散射中心(306)之间朝向载体(302)的表面流动，使得液化的玻璃(312)的一部分仍保留在散射中心(306)上方。

摘要： 本发明涉及一种级联受激电磁耦子散射和受激拉曼散射的可调谐激光器及其工作方法，该激光器包括二极管激光器、光学耦合镜片、激光谐振腔、斯托克斯参量振荡腔和旋转位移平台；二极管激光器与光学耦合镜片相连接，光学耦合镜片与激光谐振腔相连接；斯托克斯参量振荡腔与激光谐振腔之间的角度为1°‑7°；斯托克斯参量振荡腔后腔镜和斯托克斯参量振荡腔输出镜均设置在旋转位移平台上，通过调节旋转位移平台实现斯托克斯参量振荡腔和激光谐振腔之间的角度调谐，输出不同波长的受激拉曼激光。本发明成功实现了一个激光器可以同时级联两种不同受激散射，通过角度调谐输出不同波长的受激拉曼激光。

摘要： 在不同的实施例中提出一种用于制造用于电磁辐射的散射层(106)的方法，其中该方法具有：将散射中心(306)施加到载体(102，104)上；将玻璃(312)施加到散射中心(306)上；和将玻璃(312)液化，使得液化的玻璃(312)的一部分在散射中心(306)之间朝向载体(302)的表面流动，使得液化的玻璃(312)的一部分仍保留在散射中心(306)上方。

摘要： 本发明涉及一种级联受激电磁耦子散射和受激拉曼散射的可调谐激光器及其工作方法，该激光器包括二极管激光器、光学耦合镜片、激光谐振腔、斯托克斯参量振荡腔和旋转位移平台；二极管激光器与光学耦合镜片相连接，光学耦合镜片与激光谐振腔相连接；斯托克斯参量振荡腔与激光谐振腔之间的角度为1°‑7°；斯托克斯参量振荡腔后腔镜和斯托克斯参量振荡腔输出镜均设置在旋转位移平台上，通过调节旋转位移平台实现斯托克斯参量振荡腔和激光谐振腔之间的角度调谐，输出不同波长的受激拉曼激光。本发明成功实现了一个激光器可以同时级联两种不同受激散射，通过角度调谐输出不同波长的受激拉曼激光。

摘要： 本发明公开了一种基于深度学习模型的大尺度电磁散射与逆散射的预测方法。本发明针对电磁散射和电磁逆散射问题分别提出了两种基于物理机制的卷积神经网络；将现有卷积神经网络框架从实数域推广到复数域，并赋予其相应的物理含义；本发明的散射和逆散射的预测方法适用于常用的各种雷达系统；本发明的卷积神经网络适用于目前所有的训练算法；网络均为卷积操作，因而具有极强的适用性，适用于任意大尺度电磁场景。本发明所提出利用基于物理机制的卷积神经网络在解决电磁散射和逆散射问题时具有计算效率高，时延低等特性，为实现大尺度电磁散射和逆散射问题的实时解决奠定了基础。

摘要： 一种用于电磁散射测量的低散射目标物卧式悬吊系统，涉及电磁散射测量。设有测试目标、绳牵引组件、转盘、机架、减速器、主电机、支座、机器视觉相机；绳牵引组件设有绳系支撑座、牵引绳、小绞车、驱动电机，绳牵引组件成组对称固定安装在转盘上，小绞车和驱动电机通过联轴器连接；测试目标悬吊在牵引绳上，牵引绳一端系在测试目标上，牵引绳另一端通过绳牵引组件与转盘连接；转盘的平面与地面垂直，转盘设有横轴，横轴支撑在机架上，转盘由主电机经减速器驱动，转盘横轴与减速器、减速器与主电机均通过联轴器连接；所述主电机和减速器安装在支座上，支座用地脚螺栓固定安装于地面；机架用地脚螺栓固定于地面；机器视觉相机安装在机架顶部。

摘要： 本发明公开一种电磁散射膜及包含电磁散射膜的电子装置，其中，电磁散射膜包括金属层；金属层上设有贯穿其上、下表面的通孔，通孔的截面的轮廓上任意两点距离s中的最大值小于射入通孔内的微波的波长λ，以使微波入射至通孔后发生衍射。通过在金属层上设置小于微波的波长的通孔，原本直线传输的微波入射至通孔后会产生衍射，增大微波发射和/或接收的空间范围。

摘要： 本发明涉及目标电磁散射与声散射技术领域，且公开了一种通过三维目标声散射评估电磁散射特征的方法，包括以下步骤：1)确定需要评估的三维目标的电磁散射频率；2)确定通过三维目标声散射评估电磁散射中声散射测试的声波频率、声信号脉冲宽度、扫频带宽与对应声学性质的三维目标；3)对应声学性质的三维目标，并安装于消声水池中测试。该通过三维目标声散射评估电磁散射特征的方法，将声散射测试所需目标安装于水声紧缩场或者常规水池中进行目标不同角度的声散射测试，采集不同角度的声散射回波信号并存储，最后采用幅度计算、脉冲压缩和R‑D二维成像算法处理声散射回波信号，可以到目标电磁散射特征结果。

摘要： 本发明涉及目标电磁散射与声散射技术领域，且公开了一种通过三维目标声散射评估电磁散射特征的方法，包括以下步骤：1)确定需要评估的三维目标的电磁散射频率；2)确定通过三维目标声散射评估电磁散射中声散射测试的声波频率、声信号脉冲宽度、扫频带宽与对应声学性质的三维目标；3)对应声学性质的三维目标，并安装于消声水池中测试。该通过三维目标声散射评估电磁散射特征的方法，将声散射测试所需目标安装于水声紧缩场或者常规水池中进行目标不同角度的声散射测试，采集不同角度的声散射回波信号并存储，最后采用幅度计算、脉冲压缩和R‑D二维成像算法处理声散射回波信号，可以到目标电磁散射特征结果。

摘要： 本实用新型公开一种电磁散射膜及包含电磁散射膜的电子装置，其中，电磁散射膜包括金属层；金属层上设有贯穿其上、下表面的通孔，通孔的截面的轮廓上任意两点距离s中的最大值小于射入通孔内的微波的波长λ，以使微波入射至通孔后发生衍射。通过在金属层上设置小于微波的波长的通孔，原本直线传输的微波入射至通孔后会产生衍射，增大微波发射和/或接收的空间范围。