科技成果

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成果名称: 复杂环境与目标电磁散射的快速计算方法

成果登记号: 9612019J0021

第一完成单位: 延安大学

联 系 人: 王海洋

成果类型: 基础理论

成果体现形式 : 论文

技术领域: 电子信息

应用行业: 科学研究和技术服务业

成果简介:

复杂背景与目标电磁特性的快速计算方法研究属于应用基础研究,学科分类属于"电磁波物理"和"电子与通信科学技术"交叉的科学,是从物理学角度研究电子与通信技术问题,涉及通信、雷达、导航、遥感和环境科学中的基础研究和应用研究。具有可模拟实验不能或难以实现物理过程、提前预知物理现象、一次计算可获得全方位数据、研究成本低等优势。

近年来,随着雷达技术、无线通信技术的发展,电磁散射和成像的数值数值模拟方法研究由于其具有可预知物理现象、模拟出实验不能或难以完成物理过程、获取全方位数据以及研究成本低等优势,被国内外学者广泛关注。针对现有数值计算方法难以满足电大尺寸复杂目标与粗糙背景电磁特性精细计算和快速分析的状况,通过研究,在精准、快速数值模拟方法研究方面,取得了诸多突破性成果,具体内容有:1. 粗糙背景与上方单、双目标的电磁散射特性的快速混合算法研究,该方法是将目标和粗糙面分别划分在矩量法和基尔霍夫近似区;2. 复杂分层介质粗糙面电磁透射特性的快速混合方法研究,具体是将上层和下层粗糙面分别设置在矩量法和基尔霍夫近似区,上述两种混合方法沿袭了数值方法的准确性,又可降低计算内存占用量和计算时间,而且背景尺度越大,优势越明显;3. 不同极化下雷达波照射油污分层海面与舰船目标电磁散射的小斜率近似快速方法研究,实现了各类极化波情形下,电大尺寸背景与目标电磁散射结果的对比;4. 复杂动态分层粗糙面电磁散射的数值并行快速方法研究,实现了多普勒谱的快速分析;5. 粗糙背景海面与目标电磁散射和合成孔径雷达成像的多路径快速方法研究,实现了背景海面与目标的快速电磁成像,在雷达目标探测领域具有重要的学术价值;6. 高频段粗糙海面电磁散射的毛细波修正面元快速方法研究,可极大地降低面元数量,从而提高了复杂背景电磁散射的计算速度;7. 粗糙海面电磁缩比模型快速方法的研究,利用小海面模型替代实际大海面电磁特性的模拟,从而可在实验室测量获得实际的某一区域大海面电磁特征,实现实验测量不能完成物理过程的模拟;8. 色散介质目标的电磁散射的通用时域快速方法研究,包括基于半解析递归卷积的时域有限差分快速方法和改进移位算子时域有限差分法。相比传统的计算方法,具有计算时间少和内存占用量小的优势。

项目实施获得成果如下:

1. 完成陕西省自然科学基础研究计划项目1项,陕西省教育厅专项科研计划项目3项,延安市科技计划项目2项,榆林市科技计划项目1项;

2. 荣获陕西高等学校科学技术三等奖1项, 延安市青年科技奖1项,延安市自然科学优秀论文二等奖1项;

3. 发表学术论文40篇,其中SCI检索13篇,EI检索6篇,CSCD检索6篇。SCI论文被SCI他引54次;

4. 在此研究基础上,培育国家自然科学基金项目1项,陕西省自然科学基础研究计划项目1项;

5. 基于项目研究成果,项目组在2018年8月承办"全国电磁散射与逆散射会议"1场。