近年來(lái),隨著電磁波理論應(yīng)用研究深入社會(huì)生活的各個(gè)方面,對(duì)于復(fù)雜介質(zhì)半空間及其下方目標(biāo)的電磁散射研究一直是較為復(fù)雜且具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的課題,如下方埋藏目標(biāo)探測(cè),其對(duì)隧道,管道和礦山等領(lǐng)域的檢測(cè),礦藏勘探,地球物理勘探,遙感,皮膚腫瘤的發(fā)現(xiàn)等具有非常重要的意義。本文給出一種地下金屬球電磁散射的解析方法,首先由地上垂直入射的均勻平面波在地面分界上有反射波和透射波,根據(jù)邊界條件計(jì)算反射系數(shù)和透射系數(shù);透射波作為導(dǎo)體球的入射波,根據(jù)本征矢量和平面波因子乘積的解析,將透射波的電場(chǎng)和磁場(chǎng)表達(dá)式展開(kāi)成地下各向同性的球矢量波函數(shù),利用導(dǎo)體球表面的邊界條件得到散射電場(chǎng)的展開(kāi)系數(shù);導(dǎo)體球的散射波作為入射波又對(duì)地平面進(jìn)行反射和透射,其反射波又一次作為導(dǎo)體球的入射波,循環(huán)反復(fù)。在此循環(huán)過(guò)程中結(jié)合球坐標(biāo)系和直角坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系,電磁場(chǎng)邊界條件,特殊函數(shù)球貝塞爾函數(shù)和連帶勒讓德函數(shù)的表達(dá)式,球矢量波函數(shù)的表達(dá)式和球矢量波函數(shù)的加法定理等一系列電磁場(chǎng)理論知識(shí)推導(dǎo)出三維導(dǎo)體球的電磁散射的具體表達(dá)式。由于加法定理中的Guant系數(shù)部分是與球面波函數(shù)有關(guān),即與球Bessel函數(shù)和連帶Lengendre函數(shù),三角函數(shù)有關(guān),因... 

【文章來(lái)源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

球坐標(biāo)系

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文條件求解反射和透射系數(shù)；將透射波作為導(dǎo)體球的入射波，計(jì)算出散射場(chǎng)snm ，具體的推導(dǎo)公式參照 4.1.2 節(jié)利用邊界條件求解散射系數(shù)；導(dǎo)體球的散面再次進(jìn)行反射和透射，可以通過(guò)計(jì)算得到在全局坐標(biāo)系下的透射場(chǎng)的展局部坐標(biāo)系下反射場(chǎng)的展開(kāi)系數(shù) ,sr srnm nmA B ，其中的全局坐標(biāo)系和局部坐標(biāo)展開(kāi)系數(shù)的具體推導(dǎo)公式參照 4.1.3 節(jié)利用邊界條件求解二次反射和透射坐標(biāo)系和局部坐標(biāo)系；通過(guò)加法定理對(duì)坐標(biāo)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換可以計(jì)算得到全局展開(kāi)系數(shù) ,sr srnm nmC D ，具體推導(dǎo)公式參考 4.2 節(jié)利用加法公式轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系； fortran 編程得到在如圖 4.1 所示 P 點(diǎn)處的電場(chǎng)值即程序所得到的電場(chǎng)值。

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文圖 4.4-圖 4.12 中的黑點(diǎn)為使用 fortran 軟件將公式推導(dǎo)所得到的解析解進(jìn)結(jié)果，觀察 fortran 得到的電場(chǎng)值和 feko 仿真得到的電場(chǎng)值的對(duì)比關(guān)系表 4.1 金屬球的半徑和埋藏深度參數(shù)表類型\參數(shù) 半徑 a/m 埋藏深度 d/m類型一 10 25類型二 5 25類型三 10 50：金屬球半徑 a=10m，埋藏深度 d=25m，圖 4.4-4.6 分別為 x，y，z 方向場(chǎng)值的對(duì)比圖：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]分形大地土壤表面與部分埋藏目標(biāo)復(fù)合散射特性[J]. 任新成,田煒,劉鵬,郭立新.  強(qiáng)激光與粒子束. 2017(02)
[2]大地土壤表面與淺埋多目標(biāo)寬帶復(fù)合電磁散射研究[J]. 任新成,朱小敏,劉鵬.  物理學(xué)報(bào). 2016(20)
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[4]一維帶限Weierstrass分形分層地面與矩形截面導(dǎo)體柱復(fù)合電磁散射FDTD研究[J]. 朱小敏,任新成,郭立新.  計(jì)算物理. 2012(03)
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[7]地下三維目標(biāo)電磁散射的矩量法計(jì)算[J]. 于繼軍,盛新慶.  電子與信息學(xué)報(bào). 2006(05)
[8]半空間環(huán)境中任意位置三維導(dǎo)體目標(biāo)的電磁建模[J]. 徐利明,聶在平,胡俊.  電波科學(xué)學(xué)報(bào). 2005(03)
[9]多層各向異性等離子體球電磁散射的解析解[J]. 耿友林,吳信寶,官伯然.  電子與信息學(xué)報(bào). 2005(06)
[10]兩同心各向異性等離子體球電磁散射的解析解[J]. 耿友林,吳信寶,官伯然.  微波學(xué)報(bào). 2004(04)

碩士論文
[1]三維目標(biāo)電磁散射特性的矩量法研究[D]. 張乙奔.西安電子科技大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3534545