魏仪文，陕西咸阳人，1988年9月出生，副教授，博导，硕导。

2010年毕业于西安电子科技大学电子信息科学与技术专业；

2010~2016 西安电子科技大学，无线电物理专业，博士；

2016~2018 National University of Singapore, Temasek Laboratories, Research Scientist；

2018年在西安电子科技大学工作至今。2024年获“小米青年学者”，2022年获西安市科技青年托举人才，2018年获陕西省优秀归国人员择优资助。

科研方面：申请人重点针对复杂地海环境与目标电磁特性快速仿真及成像研究、对流层大气波导中的电波传播及散射问题研究，海上微弱目标检测识别SAR成像及检测识别等方面进行了相关研究，取得了丰富的研究成果，在IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Remote Sensing, IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters等国内外重要期刊发表SCI论文20余篇，其中第一作者及通讯作者论文15篇，Top期刊7篇；申请专利9项，授权5项，获得2项知识产权转让；取得软件著作权3项；在International Applied Computational Electromagnetics Symposium(ACES)、Photonics and Electromagnetics Research Symposium(PIERS)、全国电波传播年会、海峡两岸四地无线科学与技术会议等国内外学术会议任分会场主席以及作特邀报告；主持国家自然科学基金青年项目1项、国家自然科学基金面上项目1项、自然科学基金区域联合基金重点项目子课题1项、JCJQ重点基础研究项目1项、HJ装备预研项目1项、ZF领域基金1项，JCJQ项目子课题一项、以及与相关科研院所横向课题5项；重点参与国家自然科学基金重点项目、KGJ重点工业软件研制项目，ZF共用技术项目等项目4项。

教学方面：2010年获西安电子科技大学青年教师讲课竞赛1等奖；2022年获陕西省高校教学改革重点项目资助(项目负责人)；2023年获陕西省高校青年教师讲课竞赛三等奖；2023获西安电子科技大学教学成果二等奖(第一完成人)；2023获西安电子科技大学。2021~2023连续三年获得本科优质教学奖二等奖。

主要研究方向：复杂地海面及目标电磁散射快速算法；大气波导中电波传播与散射研究；复杂环境与目标SAR成像及智能检测识别

主要成果1：基于射线架构的复杂地海场景电磁散射快速计算

(1)针对复杂地海场景以及复杂目标模型的复杂场景地物类型多样，散射机制复杂的问题，提出了自适应双尺度方法(TSM)、物理光学方法(PO)、小斜率近似(SSA)等相混合的方法。构建了一种对复杂场景和目标进行统一计算的算法框架。

(2)针对基于面元的射线方法解决电大场景面临的内存需求量大，网格剖分质量要求高的问题，采用基于射线管的射线追踪方法(SBR)，从天线发射无数致密射线与场景求交，采用面元后向投影方法进行射线网格加密，采用自适应动态八叉树加速求交运算，并采用CUDA OptiX API实现射线循迹的计算。实现公里级场景散射特性的秒级运算。

(3)结合实际雷达及天线体制，对射线类算法中射线管密度、射线方向、场强进行调制；结合信号波形，利用脉冲信号与散射场的卷积，并结合射线循迹中获取的射线路径，对实际雷达信号(包含连续波信号、调频连续波、伪随机编码、线性调频脉冲等信号)的雷达信号回波。实现了散射仿真到雷达信号仿真的跨越。

粗糙面与目标复合散射结果

电大尺寸(2km×2km)海面+目标电磁散射仿真

表1 传统射线追踪方法与本方法计算时间对比

舰船雷达回波信号仿真

(a) 实际场景       (b)回波信号        (c)数字信号

动态海面及目标回波仿真

不同方向，分辨率的SAR图像

机场场景的SAR成像

主要成果2：对流层大气波导传播-散射一体化模型建立

(1)针对海上蒸发波导中的舰船目标通讯和探测问题，以往模型中缺乏考虑波导传播效应对目标散射的调制和影响作用，针对以上欠缺，提出了抛物方程和射线追踪混合模型(PE-SBR)，首次提出并实现了传播散射问题一体化建模方案。

(2)针对由于海上水汽蒸发引起的蒸发波导对电磁波的陷获问题，在传统抛物方程的基础上建立了改进的三维抛物方程模型，将天线方向图在三维空间中利用傅里叶变换进行平面波展开，使得传统抛物方程可以求解任意方向图天线发射出的电磁波在波导中的传播问题，提高了传统抛物方程解决实际传播问题的能力。

(3)针对传播散射作用区域模糊，难以处理的问题，构建虚拟发射面，通过对传播射线的自由空间传播假设论证，在虚拟发射面之后，采用射线类算法进行目标与海面散射场求解，射线的方向，场强，幅度等，根据波导传播特性进行调制，最终求得接收天线处接收场场强分布。

(a)波导中的目标散射场后向传播         (b)舰船与海面上的入射场

(c)波导中目标分层RCS                             (d)波导中目标RCS分布

波导的前向传播及波导中目标散射场分布

(a) 波导中的目标散射场后向传播示意图 (b) 波导出口处舰船散射场分布

(c) 天线所在平面的场分布     (d) 特定高度下目标到天线之间后向传播场强分布

目标散射场在波导中后向传播示意图及场分布

主要成果3：基于电磁仿真算法的高海情下微弱目标检测

(1)针对高海情下海浪破碎等海上异常现象对微弱目标检测影响机理问题，针对电大尺寸动态海面，基于流体力学N-S方程与蒙特卡洛方法，建立了实际高海情下含破碎现象的复杂海面，并采用半确定面元法和射线追踪混合方法，并根据海上毛细波分布，采用修正的反射系数模型，提高了复杂动态海面在多脉冲体制下的回波仿真精度，采用基于CPU的MPI技术，加速了回波求解过程，并对海上回波的时域、频域、时频域、分形等特征进行了分析。

(2)利用海杂波和目标在不同域下特征的不同，采用支持向量机(SVM)，利用快速生成的海上回波数据，设计了基于多特征的目标检测器，基于复杂动态海面与目标的电磁散射和耦合机理，有效对海上低小慢目标进行了检测。

(3)进一步引入对海探测的实测数据，与仿真数据进行有效融合，构建基于Transformer和变分自编码器(VAE)的智能体，融合形成了海面回波融合数据库；建立人工智能网络，通过GAN和注意力机制的加入，提高弱小目标检测能力，最终通过采用融合数据库对网络的训练，使得该方法在实际目标检测中具有更好的泛化性能和检测能力。

(a)含卷浪海面几何模型          (b)卷浪上感应电流分布

(c)高海情海面与目标雷达回波        (d)不同情况下回波在特征空间分布

高海情下海面与目标散射、回波仿真及特征分布

目标检测网络模型

目标检测矩阵及检测率

论文成果: 

[1] Yiwen Wei, Chao-Fu Wang, Chun Yun Kee, Tse Tong Chia, “An Accurate Model for Efficient Simulation of Electromagnetic Scattering from Object above Rough Surface with Infinite Extent”, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 69, no 2, Feb, 2021. 

[2] Yiwen Wei, Jingjing Wang, “An Efficient Method to Compute EM Scattering from Target Covered with Honeycomb Composite Material”, IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 20, no 7, Jul, 2021.

[3] Yiwen Wei, Mengyan Gao, Dayong Tian, “A model for calculating electromagnetic scattering from target in evaporation duct”, IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol 21, no 12, Dec, 2022.

[4] Yiwen Wei, Dayong Tian, “Efficient GPU implementation of the time-domain shooting and bouncing rays method on electrically large complex target”, Waves in Random and Complex Media, Apr, 2022.

[5] Jingjing Wang, Lixin Guo, Yiwen Wei, “Study on Ship Kelvin Wake Detection in Numerically Simulated SAR Images”, Remote Sensing, vol 15, no 4, Feb, 2023.

[6] Jingjing Wang, Lixin Guo, Yiwen Wei, “Application of the Improved SBR-TSM Based on MPI to EM Scattering from Multiple Targets Above a 3-D Rough Sea Surface”, IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol 21, no 2, Feb, 2022.

[7] Yiwen Wei, Lixin Guo, “Numerical Simulation and Analysis of the Spiky Sea Clutter from the Sea Surface with Breaking Waves”, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 63, no 11, Nov., 2015. 

[8] Yiwen Wei, Lixin Guo, Anqi Wang, Zhensen Wu. “Application of a Multiregion Model to EM Scattering from a Dielectric Rough Surface with or without a Target above It”, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 61, no. 11, Nov., 2013. 

[9] Yiwen Wei, Lixin Guo, “Simulation of Electromagnetic Scattering on a Sea Surface through which an Internal Wave Travels”, International Journal of Remote Sensing, vol. 38, no. 18, Jun. 2017. 

[10] Jingjing Wang, Lixin Guo, Yiwen Wei, “Electromagnetic Scattering Analysis of the Sea Surface with Single Breaking Waves”, International Journal of Antennas and Propagation, Nov, 2022.

[11] Yiwen Wei, Lixin Guo, Xiao Meng, “The Fast Simulation of Scattering Characteristics from a Simplified Time Varying Sea Surface”, Waves in Random and Complex Media, Vol. 2015, 2015. 

[12] Yiwen Wei, Lixin Guo, “Application of Multiregion Model to EM Scattering From a Dielectric Target Above or Below a Dielectric Rough Surface”, Waves in Random and Complex Media, vol. 26, no. 7, Jul., 2016. 

[13] Yiwen Wei, Lixin Guo, Hongcheng Yin, “Analysis of the Scattering Characteristics of Sea Surface with the Influence from Internal Wave”, Journal of Radars, vol. 4, no.3, Mar., 2015.

[14] Dayong Tian, Deyun Zhou, Maoguo Gong, Yiwen Wei, “Interval Type-2 Fuzzy Logic for Semisupervised Multimodal Hashing”, IEEE Transactions on Cybernetic, 2019:1-11.

[15] Xiao Meng, Lixin Guo, Yiwen Wei, Jiejing Sun, “An Accelerated Ray Tracing Method Based on the TSM for the RCS Prediction of 3-D Large-Scale Dielectric Sea Surface”, IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 14, no 17, 2015. 

[16] Anqi Wang, Lixin. Guo, Yiwen Wei, “Higher order Method of Moments for Bistatic Scattering from 2D PEC Rough Surface with Geometric Modeling by NURBS Surface”, Progress In Electromagnetics Research, vol. 130, 2012.

[17] Yiwen Wei, Lixin Guo, Shuirong Chai, “A New Semi-deterministic Facet Model for Electromagnetic Scattering from Ocean-like Surface”, IEEE Geoscience and Remote Sensing Symposium, Melbourne, Australia, Jul. 21-26, 2013. 

[18] Yiwen Wei, Lixin Guo, “Investigation on the GPS Single Scattering from a 2-D Largescale Sea Surface”, SPIE DDS Symposium on Sensing Technology, Baltimore, America, Vol. 9124, May 5-9, 2014. 

[19] Yiwen Wei, Lixin Guo, Kaili Zhang, “An Efficient Multiregion Model for the EM Scattering of a Dielectric Rough Surface and a Dielectric Target”, 31st General Assembly and Scientific Symposium of the International Union of Radio Science(URSI GASS 2014), Beijing, China, Aug. 16-23, 2014. 

[20] Yiwen Wei, Lixin Guo, “An Efficient Multiregion Model for the EM Scattering of a Dielectric Rough Surface”, 3rd IEEE International Workshop on Electromagnetics (iWEM 2012), Chengdu, China, Aug. 06-09, 2012. 

[21] Yiwen Wei, Lixin Guo. “Simulation and Analysis of the Clutter from Time Varying Sea with Breaking Waves”, Asia-Pacific Microwave Conference (APMC 2015), Nanjing, China, Dec. 06-09, 2015. 

[22] Shuirong Chai, Lixin Guo, Yiwen Wei, Rui Wang, “A Hybrid Method to Calculate the Composite Electromagnetic Scattering from a Target above a Rough Surface”, IEEE Geoscience and Remote Sensing Symposium, Melbourne, Australia, Jul. 21-26, 2013.

[23] Rui Wang, Shuirong Chai, Yiwen Wei, Lixin Guo, “A Hybrid Method for the Study of the Mono-static Scattering from the Rough Surface and the Target above It”, International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP 2013), Nanjing, China, Oct. 23-25, 2013.

专利及软著

[24] 魏仪文, 柴水荣, 孟肖,.李娟, 郭立新. 一种基于射线追踪的复杂目标时域散射信号仿真方法: 中国, 专利号：202010863707.0 [P], 授权日期: 2024年03月.

[25] 魏仪文, 李佳敏, 高孟言, 柴水荣, 郭立新. 一种计算蜂窝复合材料目标电磁散射的方法: 中国, 专利号：202110224534.2 [P], 授权日期: 2024年01月.

[26] 高孟言, 魏仪文, 郭立新, 柴水荣, 李娟, 李科. 一种计算蒸发波导环境中目标电磁散射的方法: 中国, 申请号：202210581074.3 [P], 申请日期: 2022年05月.

[27] 董嘉仪, 魏仪文, 王晶晶, 郭立新, 柴水荣, 李娟, 李科. 一种基于残差网络的海面弱小目标检测方法: 中国, 申请号：202211198740.1 [P], 申请日期: 2022年09月.

[28] 柴水荣, 魏仪文, 李娟, 李科, 孟肖, 郭立新. 一种基于积分方程的三维含卷浪海面声散射特性分析方法: 中国, 专利号：ZL202011149868.X [P], 申请日期: 2022年12月.

[29] 郭立新, 魏仪文, 徐润汶, 柴水荣. 基于多区域模型矩量法的介质粗糙面电磁散射仿真方法: 中国, 申请号：201310326765.X[P], 授权日期: 2016年05月.

[30] 郭立新, 徐润汶, 柴水荣, 魏仪文, 李科. 基于积分边界的介质粗糙面有限元电磁仿真方法: 中国, 专利号：201310180921.6[P], 授权日期: 2016年04月

[31] 郭立新, 柴水荣, 王蕊, 徐润汶, 魏仪文. 基于互易性原理的粗糙面与目标复合电磁散射仿真方法: 中国, 申请号：201310512166.7 [P], 申请日期: 2013年10月.

[32] 郭立新, 李科, 王笑笑, 李娟, 王蕊, 柴水荣, 魏仪文. 分层介质粗糙面电磁散射系数的确定方法: 中国, 申请号：201510107665.7[P], 申请日期: 2015年10月.

[33] 魏仪文. 地面背景引信近场动态回波仿真软件V1.0: 中国, 登记号：2024SR0136313, 开发日期: 2023年11月.

[34] 魏仪文. 舰船尾迹成像仿真软件V1.0: 中国, 登记号：2023SR1043518, 申请日期: 2023年6月.