【摘要】：含等離子體目標的電磁散射特性在雷達隱身及電子對抗領(lǐng)域中具有非常重要的研究意義。近年來,在對含等離子體目標的電磁散射特性的研究中,時域有限差分(FDTD)方法應(yīng)用甚廣。從等離子體的本構(gòu)方程出發(fā),國內(nèi)外學(xué)者先后提出了許多種改進的FDTD方法。在前人的基礎(chǔ)上,論文利用一種基于Boris粒子模型的FDTD方法研究了三維非時變等離子體的電磁散射特性,該方法稱之為Boris-FDTD方法。該方法在處理等離子體本構(gòu)方程時,將Boris粒子模型原理應(yīng)用于等離子體粒子模擬中。這個方法的優(yōu)點是:將所有的迭代式顯性化,不需要計算矩陣各元素的傅里葉變換或拉普拉斯變換,從而減少了計算量和存儲量。論文首先利用Boris-FDTD方法計算無碰撞和有碰撞等離子體球的雷達散射截面(RCS),并將結(jié)果與電流密度拉普拉斯變換時域有限差分(CDLT-FDTD)方法結(jié)果、Mie級數(shù)準確結(jié)果進行對比,驗證了該方法的正確性。然后用Boris-FDTD方法計算了帶有磁化等離子體尾焰的導(dǎo)彈的RCS,證明了Boris-FDTD方法也具備計算復(fù)雜等離子體實際目標電磁問題的能力。然而,實際應(yīng)用中的等離子體參數(shù)會隨外界客觀條件的改變而發(fā)生變化。越來越多的實際應(yīng)用過程需要從理論上對時變等離子體模型做出研究,所以針對等離子體的研究從非時變拓展到時變是非常有必要的。論文研究了趨于理想過程的一維瞬變等離子體,首先結(jié)合非時變磁化等離子體的CDLT-FDTD方法和截斷非時變等離子體的修正的近似完全匹配層(M-NPML)理論,推導(dǎo)出了適于分析一維瞬變等離子體電磁散射特性的FDTD方法和可以截斷一維瞬變等離子體的M-NPML吸收邊界條件,并驗證了該方法和吸收邊界的正確性。其次利用該方法研究了一維瞬變等離子體對電磁波頻域特性的影響,發(fā)現(xiàn)瞬間出現(xiàn)的等離子體板對頻域中的電磁波有頻率偏移和新增頻率點的作用。論文的研究成果可以為非時變和時變等離子體的電磁散射特性問題的研究提供可行的算法。
【圖文】：

圖 3.5 等離子體尾焰模型圖 3.6 導(dǎo)彈和尾焰的整體三維建模圖形維 FDTD 模型的坐標系設(shè)為 xyz，為 incinc , 。另外，以平面波向量向量為 e 和 e 。平面波電場向量與

圖 3.6 導(dǎo)彈和尾焰的整體三維建模圖形如圖 3.7 所示，三維 FDTD 模型的坐標系設(shè)為 xyz，平面波向量k 在 xyz 系中對應(yīng)的球坐標方向參數(shù)為 incinc , 。另外，，以平面波向量 方向為re 建立球坐標系，其它兩個方向單位向量為 e 和 e 。平面波電場向量與 的角度為 。 e eincE incH rere e e yzinc inc
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN011

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 楊利霞;沈丹華;施衛(wèi)東;;三維時變等離子體目標的電磁散射特性研究[J];物理學(xué)報;2013年10期

本文編號：2527394