天線和逆散射若干問題研究.pdf

1、電磁波逆問題一直是電磁場(chǎng)理論與技術(shù)的重要研究課題之一。本論文主要研究了電磁波中兩個(gè)經(jīng)典的逆問題包括天線綜合技術(shù)，特別是針對(duì)圓形旋轉(zhuǎn)對(duì)稱口徑的陣列天線波束賦形問題，以及電磁波逆散射成像問題。
　　首先，論文從基于天線的源與場(chǎng)的關(guān)系，介紹了一種新穎的CPW饋電的印制UWB天線。本文利用半橢圓形開槽的矩形貼片與兩個(gè)對(duì)稱延伸地的開路枝節(jié)分別諧振于高低頻段，利用諧振時(shí)的電流分布分別對(duì)矩形貼片和開路枝節(jié)尺寸進(jìn)行理論估算，然后再利用全波仿真軟件

2、進(jìn)行優(yōu)化，避免了無序且繁瑣的優(yōu)化過程，思路清晰，簡(jiǎn)單。仿真和實(shí)驗(yàn)證明了所述UWB天線能夠在3.7GHz-10.1GHz能夠展現(xiàn)出良好頻域超寬帶效果，同時(shí)通過時(shí)域脈沖仿真分析，驗(yàn)證了所述UWB天線的良好的時(shí)域性能。
　　其次，論文進(jìn)一步重點(diǎn)研究了圓形旋轉(zhuǎn)對(duì)稱口徑的陣列天線波束賦形問題，對(duì)各種圓形旋轉(zhuǎn)對(duì)稱口徑的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射進(jìn)行了理論推導(dǎo)。在圓形平面口徑的輻射理論的基礎(chǔ)上，提出了一種基于Sinc函數(shù)或者貝塞爾函數(shù)口徑分布確定性的通用的快速波

3、束賦形的方法，該方法從連續(xù)的口徑面出發(fā)，通過乘性加權(quán)形式的Sinc函數(shù)或者貝塞爾函數(shù)口徑分布，來實(shí)現(xiàn)不同種類波束的賦形，得到最優(yōu)的連續(xù)口徑分布，然后利用根據(jù)口徑分布離散算法計(jì)算出同心圓陣列的激勵(lì)與半徑大小。同時(shí)對(duì)五種圓形旋轉(zhuǎn)對(duì)稱共形口徑面進(jìn)行了相應(yīng)的理論分析與波束賦形算法驗(yàn)證，研究表明，通過局部調(diào)整共形口徑的幾何形狀或者參數(shù)可對(duì)不同種類的波束進(jìn)行賦形，包括筆形波束、平項(xiàng)波束、雙峰波束。同時(shí)進(jìn)一步依靠簡(jiǎn)單的口徑面上的電流分布（例如兩種幅度

4、分布）來改變與優(yōu)化波束的形狀和相關(guān)參數(shù)。該方法避免了共形天線陣列的數(shù)學(xué)上的計(jì)算困難，增加了設(shè)計(jì)靈活性與自由度，提供了一種高效的確定性的共形陣列天線的綜合方法，特別適用于大型共形陣列天線的設(shè)計(jì)。
　　最后，本論文基于SOM類算法，提出了一種新穎的乘性正則化的快速傅里葉變換的雙重基于子空間的電磁波逆散射優(yōu)化算法(MR-FFT-TSOM)。該算法不僅繼承了了EFT-TSOM的所有優(yōu)點(diǎn)，擁有比TSOM更低的計(jì)算復(fù)雜度，相比于SOM，算法更