随着中国铁路运营里程的不断增加，铁路外部环境日益复杂，以彩钢瓦房、防尘网、塑料大棚、地膜、塑料垃圾为主的铁路外部环境隐患层出不穷，频繁引发铁路交通重大事故，已经成为铁路安全运营的重要制约因素。铁路外部环境隐患的高效监测是实现治理的重要前提，而遥感技术是目前实现大范围、低成本铁路外部环境隐患监测的最佳手段。为此，文章对光学遥感、合成孔径雷达、激光雷达、地基视频监控等4类遥感监测技术的优势、局限及应用现状进行了梳理；分析了基于人工特征和基于深度学习这两类监测识别方法的特点及不足；最后，从铁路外部环境多源遥感数据多层次融合、铁路外部环境隐患精准识别模型构建、知识引导的铁路外部环境隐患智能动态监测等方面，对基于多源遥感数据融合的铁路外部环境隐患智能监测进行了展望。

设计了一款具有高功率容量与宽角度扫描特性的C/Ku双频段共口径平面相控阵天线。在同一辐射口径内，相控阵天线包含有基于平面偶极子单元的C波段4×4阵列，以及基于混合零阶谐振贴片单元的Ku波段8×9阵列。所设计的相控阵天线的宽角度扫描性能归功于双频段阵元天线的宽波束辐射特性。下层混合零阶谐振贴片天线既能作为Ku波段的宽波束辐射单元，又能够为C波段的偶极子天线提供零反射相位，进而基于镜像原理拓宽偶极子天线的波束宽度。并且，对天线进行了介质埋入式设计，避免了空气击穿以提高天线系统功率容量。全波仿真结果表明，所提出的共口径相控阵天线在C和Ku双频段均实现了±45°的波束扫描，增益波动小于3 dB，天线阵列在各单元输入功率之和为1 W时功率容量达18.9 MW。

通过传输型超表面透镜与电路模拟雷达波吸收器的集成设计，提出了一种兼具透射波前变换与带外雷达散射截面减缩特性的微波复合材料设计方法。透镜采用亚波长分布的周期性单元，由梯度相位补偿对透射波进行调节，进而获得平面波前与球面波前之间的互易变换。并且，使用透镜在波前变换频带以外低频端的反射特征，结合单个有耗层设计，构造了电路模拟吸波器。选用一副缝隙耦合馈电的微带贴片天线单元作为初级馈源天线，观察到复合材料的波前变换特性可在宽频带范围内产生主瓣增益增强效果。与透镜相比，电路模拟吸波器的引入使得复合材料针对TE与TM极化分别可在130.68%与155.11%的频率范围内获得雷达散射截面减缩效果。通过全波模拟和实验测量，验证了辐射增益增强与雷达散射截面减缩效果，表明了复合材料吸聚一体设计的有效性。

将适用于复杂系统各个节点电磁响应同步求解的电磁拓扑方法引入到配电网络雷电过电压问题的分析中。首先，给出了传输线网络的BLT方程及其元素构建方法；然后，通过一个复杂的配电网络对电磁拓扑的分析流程进行了详细说明，并重点展示了理想节点散射矩阵的求解步骤。结果表明：电磁拓扑方法可以应用在配电网络节点雷电过电压的分析中，其计算结果与CST的结果非常吻合，且耗时远远低于CST。

提出了一种使用散射方向图的动态可重构以实现雷达散射截面增强的捷变设计方法。结合变容二极管加载，使用具有嵌入式偏置回路的物理单元，所提出的有源超表面可以在具有梯度电压的外加直流偏置下，对平面电磁波的正入射或斜入射产生可电调的反射系数相位分布，以达到对反射波角度的灵活重定向，进而有助于单站或双站雷达散射截面增强的捷变效果。以导电平板为例，对三种不同的入射反射场景进行了计算与全波仿真，在设计频率10 GHz处，所提出的设计产生了可重构的散射方向图，表明了该设计对反射波角度的实时控制，并结合实验测量验证了单站与双站雷达散射截面的有效增强结果。

介绍了一种基于互耦补偿矩阵(MCCM)的迭代快速傅里叶变换(IFFT)技术，并将其应用于宽角度扫描相控阵的低旁瓣综合中。首先，在所提出的综合方法中，将互耦补偿矩阵引入到IFFT技术中以考虑阵元间的互耦效应，使考虑互耦的阵列远场重新满足方向图乘积原理。然后，提出了一款基片集成波导背腔结构的宽波束天线单元，该天线能够同时激励起TE₁₁₀与TE₂₁₀两种模式从而展宽其工作频带且具有宽波束性能，并且基于此单元分别建立了阵元数为35，75，100的宽角度扫描相控阵天线。最后，利用所提出的IFFT技术对这三个相控阵进行低旁瓣综合。与基于有源单元方向图遗传算法的对比结果表明，在?60°到60°的扫描范围内均能实现低旁瓣电平，并且IFFT优化算法具有更快的速度。

针对包含近源障碍物条件下的电波传播问题，提出了一种新颖的电波传播预测混合建模方法：矩量法（MOM）和圆柱坐标系抛物方程法（PEM）混合建模方法（MOM-PEM）；MOM用于包含辐射源和近源障碍物的小圆柱区域内的电波传播建模，PEM用于MOM计算空间外的大区域范围内电波传播建模。MOM和PEM的计算过渡区域进行精细化网格剖分处理以避免场强数值传递的不兼容。仿真模拟了三类近源障碍物存在场景下的电波传播问题：有限开窗屏障碍物、立方体障碍物以及包含辐射源的半封闭空间障碍物，并将混合算法计算得到的结果和相同环境下采用全矩量法计算得到的结果进行了数值对比，结果表明混合算法和矩量法在精度上吻合较好。

为了满足在隧道环境中实现高速率、高质量无线通信的迫切需求，研究了适用于隧道环境的高增益天线，提出了利用二元相控阵天线系统提高隧道内信号传输质量的新方法。相控阵天线系统由两个高增益天线单元及一个移相器组成，通过移相器调整其中一个天线单元的相位，使隧道内合成电场的最小值幅值达到最大，提升信号的平均场强。仿真结果表明：与单个天线发射信号相比，在3 000 m隧道轴向传播范围内，相控阵天线系统发射信号合成电场的最低电平最少提升了19.6 dB；与两个天线同时发射信号相比，最低电平最少提升了12.4 dB，取得较好分集优化效果，消除多径效应导致的深度衰落，解决了隧道环境中存在的通信问题。