基于实际地形和气象条件, 通过插值技术实现从三维数字地球生成地形路径上高精确度的高程数据, 结合大气折射率模型和抛物方程模型, 计算电磁波在地形剖面上的传播损耗。通过方位角扫描, 计算出单站雷达在空间特定高度的能量覆盖范围。仿真结果表明, 该方法可同时考虑气象和地理因素对雷达能量覆盖范围的影响, 与人眼视觉范围对比更能体现电磁波的传播效应, 为有效预测复杂气象地理环境下雷达能量覆盖范围提供了一种可靠的技术途径。

研究一种基于三维抛物方程的无线电环境地图快速构建方法，并探讨几种空间插值方法的精确度和适用性，为网络优化和管理提供一种有效工具。利用抛物方程快速计算大区域复杂环境电场分布，参考地理学中最佳统计单元选取四种典型研究区域，分别采用Kriging、反距离加权法(IDW)、双调和样条插值和基于三角剖分的几种插值法对研究区域进行分析。结果表明：a) 几种三角剖分插值和双调和样条插值在各区域RMSE最小且时间最短，但空间拟合程度最低；b) Kriging在各区域中空间拟合程度最高，RMSE和时间随半方差模型有所差异；c) IDW在各区域中RMSE和空间拟合程度较好，但需要时间最长。几种空间插值方法中，指数模型Kriging能以最高精确度和适用性构建基于三维抛物方程的无线电环境地图。

针对太赫兹（THz）波段目标雷达散射截面（RCS）的计算问题，提出柱坐标系抛物方程模型的计算方法。基于柱坐标系中的电场通解式，利用三角函数的正交性分解各模式的激励系数，将抛物方程方法拓展到柱坐标系，得到柱坐标系中抛物方程的分步傅里叶求解形式。在此基础上，将目标等效为一系列的面元或线元，然后通过边界条件和场的选代递推方法求解抛物方程，进而获得这一系列面元在传播方向某一截面上的散射场。数值算例表明，该方法能用于电大尺寸目标的RCS计算，相比于传统的抛物方程方法，克服了散射角度的限制，计算误差更小。

针对复杂海陆环境中的无线信号传播预测问题, 研究了适用于抛物方程的信号时延与到达角估计方法。将自由空间中抛物方程轴向波前信号视为本地副本信号, 然后利用信号的自相关特性, 将接收信号与副本信号进行互相关运算, 最后通过相关函数的峰值检索, 得到脉冲信号在复杂环境中传播的附加时延。采用数值算例, 验证了该方法的正确性和有效性。此外, 采用多重信号分类算法, 由抛物方程构建接收阵列的协方差矩阵, 并对其进行特征值分解, 然后利用信号子空间和噪声子空间的正交性, 实现复杂环境中的信号到达角估计。仿真结果表明, 相比于传统的平面波谱方法, 该方法具有更高的多径分辨率。基于上述方法, 并结合数字地图, 在典型的海陆环境中进行了仿真实验, 分析了蒸发波导对脉冲信号传播时延和到达角的影响。

将TEM喇叭天线密封进填充变压器油的尼龙天线罩中, 只要合理设计尼龙天线罩外形, 使变压器油形成聚焦透镜, 不仅能提高天线的功率容量, 还能改善其辐射特性。基于变压器油的缩波效应和椭球的几何性质, 借助几何光学理论, 设计了一款具有聚焦能力的椭球变压器油透镜。变压器油的缩波效应能够增大TEM喇叭天线电尺寸, 使TEM喇叭天线的辐射特性得到初步改善, 透镜的聚焦能力使天线的定向性得到进一步改善。为了验证理论分析的正确性, 另外设计了一款不具有聚焦能力的球状变压器油透镜作为参照, 两款透镜天线仿真结果与理论分析吻合。与大气中的TEM喇叭天线相比, 椭球变压器油透镜使TEM喇叭天线主波束变窄, 远场电压峰峰值提高56.97%, 阻抗带宽低频端从0.28 GHz扩展到0.2 GHz, 功率容量达到18.43 GW。

当传输线上通有电压和电流信号时，会在其周围的传输线上产生串扰响应。采用时域BLT方程建立多导体传输线对多导体传输线的串扰模型，分析了不同数目和不同频率正弦波集总电压源激励下的多导体受扰线终端负载串扰电压响应特性。研究结果表明，受扰线终端负载上的串扰电压响应主要频点的个数与集总电压源的个数相同，响应频点与集总电压源的频率相等，响应幅值与相应电压源离受扰线的间距有关。

在时域推导了超宽带脉冲空间功率合成的条件，得到了多路脉冲信号在极化方向相同，幅度、波形一致的条件下，可实现最大化功率输出的结论。基于此提出了一种阵馈的抛物柱反射面天线。采用10喇叭单元叠状排列形成一维馈源阵列放置于焦线上，照射抛物柱反射面后形成相干脉冲，在主轴方向合成超宽带高功率微波波束。仿真结果表明，该阵馈天线较最优口径的单馈源天线，远场辐射功率密度提高了87倍以上，且波束宽度由66°减为8°，实现了超宽带高功率微波的高效空间功率合成。