实时生成飞行器在飞行过程中的红外图像对于研究飞行器的红外特性具有重要意义。飞行器在飞行过程中，由于其飞行速度、高度、姿态等参数变化性较大，且机体本身容易受到环境、背景等辐射的影响，因此较难准确地仿真机体的温度场分布。由于飞行器机体温度场分布与飞机的运动状态密切相关，因此文中首先建立了决定其姿态和速度的控制模型，并对飞行器面源热平衡方程进行建模研究。然后，应用 CFD（Computational Fluid Dynamics）对飞行器的绝热壁温度场进行求解，并给出了机体绝热壁温度的高度简化算法。最后仿真了不同飞行器在不同波段、不同高度、不同速度下的红外图像。

给出了两种适用于二维单步交替方向隐式时域有限差分(2-D Leapfrog ADI-FDTD)方法的吸收边界：Mur边界和卷积完全匹配层(CPML)边界。单步交替方向隐式时域有限差分(Leapfrog ADI-FDTD)方法是一种无条件稳定的全隐式差分算法, 由于二维空间Leapfrog ADI-FDTD的迭代同时存在显式和隐式方程, 故而不同电磁分量的边界条件也存在差异。从原理出发, 推导了适用于2-D Leapfrog ADI-FDTD方法的CPML边界条件, 并与一阶Mur边界进行比较, 利用自由空间的反射误差来表征两种边界的吸收性能, 简要总结了两种吸收边界的优缺点。

提出了一种基于共形网格技术的共形单步交替方向隐式时域有限差分(CLeapfrog ADI-FDTD)方法。与常规FDTD方法相比，此方法能够减小由于目标边界不契合网格划分而引入的阶梯近似误差，提高算法计算不规则目标时的精度；同时算法稳定性更强，计算效率更高。由于引入共形技术后显著降低了原差分法的无条件稳定性，本文利用增长矩阵本征值方法理论分析了算法的稳定性，然后采用了一种改进的共形面积计算方法，在此基础上提出了一种稳定性更高的改进的共形单步交替方向隐式时域有限差分(ICLeapfrog ADI-FDTD)方法。数值算例验证了ICLeapfrog ADI-FDTD是一种具有高稳定性和高精度的高效算法。

土壤水分是影响植被、 土壤和大气之间能量和水分循环的重要因素, 及时准确获取土壤湿度信息有利于提高作物估产精度和改善田间管理措施。本文基于红光与近红外光谱特征空间（NIR-RED）发展了一种新型土壤水分遥感监测模型ADI（angle dryness index）, 提高了可见光与近红外波段监测土壤水分的精度。经过研究表明, 在红光与近红外（NIR-RED）特征空间中, 存在一个中间角度变量θ, 利用光谱反射率与土壤水分之间的经验关系式模型以及混合像元分解公式证明该变量能够表征土壤湿度情况, 而不受植被覆盖度的影响, 因此利用该原理构建了ADI方法。最后利用两组遥感数据（分别为TM5与MODIS产品数据）以及对应的地面观测数据进行验证, 结果表明计算值与实测值均具有较高的一致性, R2分别达到0.74与0.64。同时, 将MPDI的计算结果与实测值进行了比较, 两组数据的R2均小于0.60, 表明ADI方法的计算精度高于MPDI。在MPDI的计算过程中用到了植被覆盖度, 这可能是引起计算结果误差的主要因素。此外, MPDI的计算结果表征土壤湿度的相对值, 而ADI则能定量的获取土壤水分含量。MODIS像元除了具有植被与土壤两个端元, 还有其他类型端元的概率高于TM数据, 因而MODIS数据的计算精度低于TM。因此, ADI是一种简单可行且具有较大应用前景的土壤水分反演方法, 适合于推广应用。

为适应快速发展的蓝牙无线通信技术的要求,设计了新型层叠短接式微机械蓝牙天线,其10dB带宽达到了11%以上,辐射效率为68%,天线长度小于1/7
λ.首次将三维ADI-FDTD(the alternating direction implicit finite-difference
time-domain)全波分析方法应用于该天线的建模和分析,数值模拟结果表明在计算域内网格尺寸相对于其它处网格尺寸或波长小得多的条件下,三维ADI-FDTD时域全波分析方法能更有效地模拟微机械微带蓝牙天线,并能有效地减少CPU计算时间.