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目录

1. 第一篇环境电大论文范文参考：低空目标与环境复合电磁散射特性研究
2. 第二篇环境电大论文样文：电大尺寸复杂目标高频宽带散射算法研究
3. 第三篇环境电大论文范文模板：表面积分方程的高效求解算法研究
4. 第四篇环境电大论文范例：基于高低频混合方法的区域分解算法研究
5. 第五篇环境电大论文范文格式：时变海面与目标复合电磁散射研究

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第一篇环境电大论文范文参考：低空目标与环境复合电磁散射特性研究

低空目标与环境的复合散射,对于雷达制导与截获技术、目标识别与特征提取等具有十分重要的研究价值.由于低空目标与环境的相互作用,目标与地海面背景的复合散射和辐射,使得目标对入射波的调制效应跟目标独立存在时相比差别很大.本文主要研究了平直表面和粗糙面上目标电磁散射的计算方法,并研究了目标回波的统计特性,提出真实环境下雷达回波的建模方法.

本文的具体工作和创新点包括以下内容：

1.针对有各向异性媒质局部涂敷的电大导体目标的散射问题,提出一种基于有限元与物理光学法的混合方法,在有复杂媒质涂敷的电小结构区域采用有限元法,在未涂敷媒质的电大导体区域采用物理光学法,将两部分区域的边界进行消隐处理,考虑耦合效应,计算了有复杂媒质局部涂敷的电大导体目标的电磁散射.利用该混合方法,计算了有等离子体局部涂敷的飞机模型的雷达散射截面.

2.研究了二维粗糙面上三维导体目标的散射问题,推导出双重迭代矩量法与基尔霍夫近似混合方程组,按照粗糙面与目标作用的强弱划分区域,在目标与粗糙面的强作用区建立电场积分方程,弱作用区用基尔霍夫近似处理.对基尔霍夫近似区与矩量法区进行外部迭代计算,对目标与粗糙面强作用区进行内部迭代,计算了与粗糙面接近的目标的雷达散射截面.

3.针对平直表面上电大导体目标的散射问题,利用图形电磁学进行目标的构建和消隐,与等效电磁流方法和半空间并矢格林函数相结合,将入射场作为初次光照源,将下半平面反射波作为二次光照源,快速有效地计算了平直表面上电大目标的单站雷达散射截面.

4.为了提高平直表面上电大目标双站散射计算的准确度,提出一种改进的高频快速计算方法.从磁场积分方程出发,对目标表面电流进行了修正,光照区面元仍然忽略彼此间的相互耦合,阴影区面元电流按照入射波方向前后项进行迭代,远区总散射场综合了初次光照以及二次光照模型的光照区和阴影区面元的散射场.

5.研究了低空目标的雷达回波统计特性.基于雷达方程,考虑多径效应的影响,针对不同路径相位误差较大的问题,修正了多径效应中的相位因子,采用蒙特卡洛法仿真得到了目标回波的统计特性.

6.针对低空雷达目标与杂波、环境难于一体化建模的问题,提出了一种真实地形环境中低空飞行目标的雷达回波信号的建模方法.以机载脉冲多普勒雷达为平台,引入目标回波的统计模型,利用地形高程数据和地形地物分析数据,得到地杂波单元的散射特性,按照真实海情建立了海杂波模型,通过相干杂波模型产生地、海杂波,将所有雷达回波送入各自的距离门,模拟包含目标特性和杂波特性的有效的回波信号.

第二篇环境电大论文样文：电大尺寸复杂目标高频宽带散射算法研究

高分辨雷达因其成像精度高,能全天候工作等优点在目标雷达成像和识别领域具有广阔的应用前景.而实现高分辨率也就要求高的工作频率及带宽,致使雷达工作频率不断向着红外波段和太赫兹波段延伸,为作为其基础的目标电磁散射的研究提出更高要求.一方面频率的提升导致目标电尺寸不断增加,使电大尺寸复杂目标电磁散射特性的精确分析和预估成为亟待解决的问题；另一方面伴随雷达工作频带的不断展宽,对目标宽带甚至超宽带电磁散射特性的快速准确预估的需求日渐加强.因此,开展电大尺寸复杂目标高频宽带电磁散射相关算法的研究具有十分重要的理论意义及军事应用价值.基于上述背景,本文着重研究了以下内容：1、应用图形电磁学方法计算了太赫兹频段电大尺寸目标的雷达散射截面(RCS).针对太赫兹频段单屏像素数量不足以满足计算精度要求的问题,采用分区显示算法将目标分区域逐次显示在屏幕上,并提取像素有效信息进行后续计算,同时对于目标剖分单元数量庞大带来的计算量剧增的问题,应用OpenMP技术并结合OpenGL中的显示列表技术加速计算过程.在此基础上通过引入Lorentz-Drude模式计算了常见的三种金属的电磁参数随入射波频率提高的变化曲线,并以垂直入射平板为例讨论了金属目标散射截面随入射波频率由高频到太赫兹及光学频段的变化规律.2、着重对介质体目标的高频散射特性的计算方法进行研究.在分析了包括传统表面积分方法在内的电大介质目标散射算法的基础上,基于体积分方程,引入广泛应用于逆散射综合问题的传统Born近似和Rytov近似,分别从矢量波动方程和标量波动方程出发,利用近似条件弱化场量间相互关系,进而实现弱散射介质体目标RCS的简化计算,并结合半空间格林函数给出半空间环境下的弱散射体目标散射特性计算方法.3、在研究了用于计算腔体RCS的弹跳射线法的基础上,针对传统弹跳射线法中积分傅里叶变换的局限性,重新推导了对应于三角剖分单元的数值积分公式,然后结合图形电磁学和等效电磁流法等方法,对含腔的金属、介质复合目标上具有不同散射机理的的部分结构采用不同的计算方法进行计算,最终基于散射中心叠加理论,将各部分散射场进行综合,实现对电大尺寸复合目标的整体RCS进行计算分析.4、将幅相分离插值方法应用于半空间目标宽带电磁散射特性的分析中.针对半空间散射体表面感应电流的特性,将主要相位因子提出单独考虑,余下随频率变化相对平滑的剩余项运用最佳一致逼近快速求取其宽带特性,再结合半空间格林函数求解半空间背景下目标的电、磁矢量及标量位函数,进而求解其散射场,最终实现对半空间目标的宽带电磁散射特性分析计算.

第三篇环境电大论文范文模板：表面积分方程的高效求解算法研究

现代雷达制导与截获技术、目标隐身技术、雷达目标识别、地下目标勘探等工程领域都需要对目标的电磁散射特性进行分析,电磁场数值计算方法中的积分类方法由于数值结果精度较高,在电磁散射计算的应用方面得到了广泛的研究.本文以电磁场表面积分方程理论为基础,以频域表面积分方程中的高阶基函数和时域积分方程中的时间基函数理论为支撑,分别研究了三维电大尺寸目标、复杂导体介质组合目标以及复杂电磁环境中的导体目标电磁散射的精确建模和高效求解问题.本文第一部分是全文的理论基础,首先从电磁场积分方程方法的基本原理出发,介绍了电磁场表面积分方程方法的理论推导,并以理想导体分析为例,详细研究了频域表面积分方程和时域表面积分方程的建立和求解过程,接下来详细介绍了参数曲面建模技术,并比较了离散积分方程常用的几种空间基函数和时间基函数,最后给出了频域和时域表面积分方程阻抗矩阵元素的表达式.本文的第二部分系统地研究了时、频域表面积分方程方法中阻抗矩阵元素的精确求解技术.基于奇异积分消去法处理平面单元建模中的电场积分方程的奇异性和磁场积分方程的高阶近奇异性的基本原理,以统一的方法讨论了时域和频域积分方程方法中积分奇异性消去技术的具体实施过程.提出了基于参数曲面单元建模的奇异积分消去技术,并进一步将其推广到时域积分方程奇异积分处理中,突破了现有的时、频域面积分奇异性处理方法对基函数、单元形式的限制,形成了时、频域面积分数值奇异性处理的灵活通用技术.文中给出数值算例验证了本章所提出奇异性处理方法的精度和积分收敛速度.本文第三部分主要研究了基于高阶叠层矢量基函数的频域表面积分方程的高效求解方法.首先以高阶基函数的基本理论为基础,并根据有限元方法中的一种新型旋度共形高阶叠层矢量基函数推导出了一种新型散度共形高阶叠层矢量基函数.将本文提出的高阶基函数与现有的高阶基函数形成的矩阵条件数相比较,说明了本文提出的新型高阶叠层基函数具有良好的迭代收敛特性.根据高阶矢量基函数的叠层特性,本文研究了混合阶基函数的电磁建模技术,进一步提高了高阶方法的计算机资源利用率.接着研究了本文提出的新型散度共形高阶叠层矢量基函数在频域表面积分方程方法中的应用,重点研究了如何使用高阶表面积分方程方法精确高效地计算目标的电磁散射特性.以自由空间中导体目标、介质目标、导体介质组合目标以及无限大平面分层介质环境中的导体目标为对象,从电磁场的基本理论出发,基于等效原理和边界条件,分别讨论了自由空间和复杂媒质环境中目标频域表面积分方程的构建.针对高阶方法中大尺寸贴片剖分单元的使用,详细分析了不同阶数基函数对应的剖分单元尺寸、高斯积分点的个数等计算参数对计算效率和结果精度的影响,给出了高阶矩量法分析计算参数最优化的选取原则.数值算例表明,在合理选择基函数的阶数、剖分单元大小、高斯积分点个数的情况下,基于矩量法求解的高阶表面积分方程方法在减少未知量总数的同时具有较高的结果精度和计算效率.为了提高频域高阶表面积分方程方法分析电大尺寸目标的能力,本章接下来研究了快速算法加速高阶矩量法求解的技术.针对自由空间电大尺寸目标,研究了基于高阶叠层矢量基函数的多层快速多极子算法(MLFMA)；针对平面分层介质环境中的电大尺寸目标,提出了基于高阶叠层矢量基函数的自适应交叉近似算法(ACA)及其再压缩方法.通过数值算例详细讨论了结合高阶叠层矢量基函数的MLFMA和ACA的分组策略和相关参数对计算效率和结果精度的影响.本文最后一部分重点研究了目标瞬态散射分析的时域表面积分方程方法的精确建模和高效求解技术.为了实现电大尺寸导体目标高效的时域仿真,基于对导体表面时域感应电流物理特性的理解和频域积分方程中相位基函数的基本理论,提出了一种能准确描述时域感应电流分布的空间延迟时间基函数.空间延迟时间基函数的应用,使得未知时域感应电流密度可以定义在很大尺寸的参数曲面单元上,同时不会增加单元面片上的空间基函数的个数,这样一来就可以用很少的空间未知量来描述未知时域感应电流密度.详细讨论了使用空间延迟时间基函数的时域阻抗矩阵元素积分奇异性的特点,阐述了采用基于参数曲面单元建模的奇异积分消去技术处理时域积分方程积分奇异性的必要性,其中包括时域电场积分方程的弱奇异性和磁场积分方程的高阶近奇异性处理,保证了时域阻抗矩阵元素的精确计算.数值算例表明空间基函数的减少大幅度的降低了时间步进算法求解时域积分方程所需要的计算内存和计算时间,使得时域积分方程方法可以高效地求解单一方向入射波照射下的且具有光滑表面的电大尺寸导体目标的瞬态散射问题.

第四篇环境电大论文范例：基于高低频混合方法的区域分解算法研究

电大载体上的天线辐射、电磁兼容、大型阵列结构以及载体上细节对天线影响的研究一直都是现代天线技术研究中人们关注的焦点.由于这类问题中存在着导致计算成本过高的多尺度和大未知量等特性,因此使得现有数值仿真方法面临着严峻挑战.在某些应用背景下,在保证一定精度的同时,提高该问题的求解效率和降低计算成本对天线设计是很有必要的.本文在系统的研究了等效原理算法(EPA)的基础上,利用区域分解算法不同区域采用适合该区域物理特性算法的思想,深入而系统的研究了多种数值方法与等效原理算法的结合,在保证精度的前提下,使等效原理算法计算效率得到提高.本文着重从以下五个方面进行研究:1.等效原理算法的基本原理.本文以惠更斯原理为出发点,系统地介绍了等效原理算法以及相关算子推导过程.问题中的复杂结构可以用等效面进行包裹,等效面内的物体与等效面之间的耦合可以通过等效算子来描述,该算子可将未知数从物体上转移到等效面上,等效面与外部区域之间的耦合可以通过传输算子进行计算.从未知数密度的角度看,等效面远小于被包裹物体,并且网格剖分也更加均匀,因此该方法非常适合多尺度目标计算.等效算子的求解根据被包裹物体的不同而有所变化:当物体仅涉及金属问题,则使用表面积分方程计算,如果除了金属还涉及介质到问题,则使用体面积分方程计算.本文针对这两种情况下等效算子的求解进行了详细的推导和说明.2.基于等效原理算法的辐射激励源建模求解以及天线设计分析.和散射问题不同,辐射问题的激励比较复杂,这不光体现在激励源模型建模,还在于模型的计算方法.激励的求解与算法本身的精度有着密切联系.本文介绍了几种天线激励源模型的建模方式,同时以等效原理算法为基础,推导了适合于计算天线辐射问题的等效算子.本文利用等效原理算法设计了两种天线,通过与加工实测结果进行对比,证明了建模方式和求解方法的正确性以及利用等效原理算法设计天线的可行性.3.等效原理算法与物理光学法相结合求解电大载体上天线辐射问题多尺度和大未知量特性是现有数值算法在求解电大载体上天线辐射问题时遇到的难点.多尺度特性会使得阻抗矩阵的性态变差并导致求解矩阵方程时迭代算法收敛变慢,大未知量会带来算法计算成本高计算效率低的问题.因此,本文提出了将等效原理算法和物理光学法(PO)相结合的EPA-PO,用等效原理算法求解天线附近电磁流,物理光学法求解载体上电流,进一步提高了等效原理算法在求解电大载体上天线问题的计算效率,同时也保证了精度.除此之外,由于实际工程应用中载体和天线是一个整体,为了避免等效面的引入切断二者连接导致电流不连续,本文引入连接域并提出了适用于EPA-PO的保持电流连续性方法.由于连接域的存在使得EPA-PO的矩阵性态恶化,因此本文还提出了一种解决这个问题的预条件技术.4.大型周期阵列天线的高效近似求解方法对于大型周期阵列天线设计,由于其计算量巨大,使用一般全波方法计算耗时且会占用很多内存.如果天线结构比较复杂,较差的收敛性亦会导致计算效率的进一步降低.现有的方法多数是利用其周期性,常见的积分方程法是利用周期格林函数与矩量法结合的周期矩量法(PMM).由于周期格林函数是一个求和序列,求解较慢,特别是二维的周期格林函数,因此PMM最耗时的便是求解每个积分点上的周期格林函数序列.如果能够减少未知数个数,那么求解周期格林函数序列的次数就会减少,进而节约计算时间.基于这个思想,本文提出周期等效原理算法(PEPA),将可以减少未知数的等效原理算法与周期格林函数结合,提高问题的计算效率.这种方法还可以有效地研究多种具有相同阵列环境但天线单元不同的阵列.同时,本文还利用了相互接触等效面两侧会产生等幅反相的电磁流这个特性,实现了PEPA计算效率的进一步提高.5.基于高低频混合方法的有限周期阵列天线高效计算采用PEPA求解问题时会假设阵列中每个单元上电流一致,这忽略了阵列边缘效应.为了避免由此带来的误差,本文从两个方面进行了研究.一方面提出利用基于等效原理算法的子阵有源方向图提取方法,从子阵的计算结果推算出整个阵列的结果,另一方面提出一种基于区域分解算法的混合方法,即阵列中心区域使用PEPA计算,边缘区域使用EPA计算.相较于PEPA,虽然这两种方法在计算效率方面有所牺牲,但是都有效的提高了计算精度,具有较强工程应用意义.此外,本文就满足载体上阵列天线辐射问题求解的需求,提出把EPA、PEPA和PO结合,使得基于高低频混合方法的区域分解算法的工程应用性得到增强.本文系统的研究了适用于多种工程应用场景下的基于等效原理算法的高低频混合方法,降低了计算成本,提高了计算效率,从而为积分方程求解电大载体上天线问题提供了一种崭新思路.

第五篇环境电大论文范文格式：时变海面与目标复合电磁散射研究

对于实际地海环境杂波特性的研究是复杂环境中目标识别和信号分离技术的关键所在,其应用涉及遥感、雷达成像和预警等众多领域.论文系统地研究了海面电磁散射及其与电大尺寸目标复合散射问题,重点进行时变海面及其与上方运动目标的回波多普勒分析,建立掠入射条件下包含碎浪和船首波的时域复合散射模型.论文主要工作如下：

1.首先总结基于海谱的海面几何建模方法,并采用Creamer模型生成二维非线性海面.在此基础上分别采用修正的双尺度法和迭代基尔霍夫近似方法分析海面电磁散射.通过引入曲率项和相位项,修正的双尺度法可以有效计算海面同极化的散射场；迭代基尔霍夫近似通过对海面表面电磁流的修正引入了海面面元之间的多次散射效应.利用Z-Buffer技术对确定的海面几何模型进行消隐处理,代替了传统的遮挡函数.根据仿真数据对海杂波统计特性进行分析.

2.通过修正海面反射系数和散射路径,得到适合计算海面上电大目标复合散射场的四路径模型.基于互易性原理对二维海面与三维电大目标之间耦合场进行分析,得到相关结论.采用无网格法的基本解方法分析一维粗糙海面及其与目标复合散射,得到与矩量法等同精度的数值结果,并且有效提高了计算效率

3.鉴于舰船与海面之间形成的类似角反射器结构,采用迭代物理光学法计算船体与海面之间多次散射场.利用Z-Buffer技术处理了舰船-海面复杂模型的自遮挡现象,并对迭代的收敛性进行讨论.通过对双站散射截面和基于数值结果的合成孔径雷达(SAR)成像仿真,发现舰船与海面的类似角反射器结构在后向附近产生强烈的耦合散射.

4.基于准静态近似,采用频域方法进行时变海面舰船目标动态雷达特征信号建模.从实际的海面散射环境出发,分析海面几何模型中的非线性项和海浪漂流运动对于海面散射多普勒谱的影响.通过引入波浪水平运动速度分量,得到与实测多普勒谱相符的数值结果.基于修正的四路径模型,计算时变海面上运动目标电磁散射多普勒谱,对复合散射各个分量的多普勒频移和展宽进行研究.

5.针对掠入射条件下海面外场实测中出现的超级现象(Super Events),建立包含溢出型碎浪的复杂海面电磁散射模型.采用有限大二面角劈结构来近似模拟碎浪三维几何模型,根据波浪破碎判据得到碎浪在二维海面上的空间分布并与实测及经验公式比较.结合海面面散射和碎浪体散射研究掠入射下散射系数和多普勒谱特征,并对超级现象的形成原因进行分析.基于Ke]vin船首波模型分析船首波散射与船型参数的关系,以及船首波对复合电磁散射的影响.

本文是一篇环境电大论文范文,可作为选题参考.

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