摘要：超宽带冲激无线电引信系统设计过程中使用计算电磁学的方法研究地面对回波信号的影响,目前对超宽带冲激信号地面回波的计算多使用传统FDTD算法,其仿真步长受到稳定性条件的限制,计算量较大;基于ADI-FDTD(交替方向隐式-时域有限差分)算法,使用CPML(卷积完全匹配层)作为吸收边界,使用多极点Debye土壤模型描述地面电磁特性,提出一种多极点Debye介质中的CPML-ADI-FDTD方法;对不同湿度和粗糙度的地面回波进行仿真,结果表明所用的算法具有较高的精度和计算效率。

摘要：研究地面的超宽带回波特性,能够为超宽带无线电系统设计提供仿真支持。为保证计算结果的可信性,需要考虑土壤的色散特性和地面起伏对回波的影响。目前在超宽带地面回波计算中所使用的FDTD(时域有限差分)算法计算量较大或者存在较大误差。使用卷积完全匹配层(CPML)作为吸收边界,多极点Debye模型描述土壤介质特性,在FDTD算法基础上推导出了多极点Debye介质的CPML-FDTD算法。对不同条件地面的回波进行了仿真计算,与未使用PML(完全匹配层)的FDTD算法计算结果进行比较分析,表明文中使用的算法结果正确且效率较高。

摘要：隧道初期支护与二衬之间、初期支护与围岩交界之间是隧道衬砌最易出现缺陷的区域,衬砌脱空及脱空、渗水、砼混合体典型缺陷的波形响应特征是隧道工程试验检测的难点和重点。基于高频Ricker子波的探地雷达(GPR)能够有效地检测衬砌缺陷的位置,但对这些典型缺陷的严重程度无法定性,难以为设计加固与运营维护提供精确指导。从麦克斯韦方程组出发,建立了复杂典型的衬砌缺陷数值模型,改进衬砌缺陷模型的吸收边界条件,提出卷积完全匹配层吸收边界条件,以提高典型衬砌缺陷GPR探测的计算精度,更真实地模拟开放的问题空间,并分别从典型衬砌缺陷的电场分量波场快照、分量成像结果等方面开展数值试验。结果表明:单分量波场快照和成像结果,能有效地剔除探地雷达检测的虚假反射异常,提高了探地雷达探测图谱解释的准确性,为隧道衬砌的缺陷整治和维护加固提供更精确的指导。