本文關(guān)鍵詞：非均勻介質(zhì)旋轉(zhuǎn)對稱體的電磁散射特性時域分析

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【摘要】：矩量法是計算電磁學中最常用的一種積分算法,在分析各類目標電磁場輻射和散射問題中應(yīng)用非常廣泛。由于旋轉(zhuǎn)對稱體(BOR)在空間上存在對稱性,利用傅里葉級數(shù)的思想將其三維問題化為二維問題,只需要對非均勻旋轉(zhuǎn)對稱介質(zhì)體的一個面片進行剖分離散,目標表面的空間信息就可以完全表示出來,從而可以大幅節(jié)約方位角方向的未知量。本文利用基于階數(shù)步進(MOD)的時域積分方法去分析非均勻旋轉(zhuǎn)對稱介質(zhì)體和涂覆金屬對稱體目標的電磁散射特性。該時域階數(shù)步進的積分方法在時間上采用加權(quán)拉蓋爾多項式時間基函數(shù),在空間上同時采用了三種不同的空間基函數(shù),并且這三種基函數(shù)在零模式下和非零模式下的表達式是不相同的。然后在此基礎(chǔ)上研究了非均勻旋轉(zhuǎn)對稱介質(zhì)體和非均勻介質(zhì)涂覆理想金屬對稱體的時域電磁散射問題。首先本文在分析均勻及非均勻旋轉(zhuǎn)對稱介質(zhì)體的時域散射問題時提出了基于階數(shù)步進的時域體積分方程方法(BOR-MOD-VIE)。接著本文采用了一種自適應(yīng)交叉近似(ACA)方法去壓縮阻抗矩陣,利用這種方法可以有效地節(jié)省計算機內(nèi)存資源和提高計算效率。然后本文又提出了基于階數(shù)步進的時域體面積分方程方法(BOR-MOD-VSIE)去分析非均勻介質(zhì)涂覆金屬對稱體的時域散射特性。并且本文的BOR-MOD-VIE方法和BOR-MOD-VSIE方法與時域體積分方程(TD-VIE)和時域體面積分方程(TD-VSIE)方法(時域面積分方程采用RWG基函數(shù),時域體積分方程采用SWG基函數(shù))相比可以節(jié)省大量的未知量,減少計算時間和內(nèi)存消耗。最后,當旋轉(zhuǎn)對稱導體表面涂覆的介質(zhì)層厚度相對于波長顯得非常薄時,本文提出了基于階數(shù)步進的BOR-MOD-TDS方法去分析單層和多層薄介質(zhì)涂覆旋轉(zhuǎn)對稱金屬目標的時域散射問題。利用旋轉(zhuǎn)對稱體的對稱特性只需對旋轉(zhuǎn)對稱導體表面的母線進行離散,根據(jù)理想導體的邊界條件以及電流與電荷的關(guān)系式可以將涂覆薄介質(zhì)層內(nèi)所有的源轉(zhuǎn)化成旋轉(zhuǎn)對稱導體表面的感應(yīng)面電流,從而可以減少介質(zhì)區(qū)域的未知量,提高計算效率。
【關(guān)鍵詞】：矩量法 非均勻介質(zhì)旋轉(zhuǎn)對稱體 階數(shù)步進 時域積分方程 薄介質(zhì)涂覆
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN011
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-11
• 1.1 研究背景7-8
• 1.2 研究歷史和現(xiàn)狀8-9
• 1.3 本文的結(jié)構(gòu)安排9-11
• 2 非均勻介質(zhì)旋轉(zhuǎn)對稱體的時域積分方法基礎(chǔ)11-19
• 2.1 非均勻介質(zhì)旋轉(zhuǎn)對稱體的模型建立11-12
• 2.2 非均勻介質(zhì)旋轉(zhuǎn)對稱體的時域積分方法的空間基函數(shù)12-16
• 2.3 非均勻介質(zhì)旋轉(zhuǎn)對稱體的時域積分方法的時間基函數(shù)16-17
• 2.4 雷達散射截面的計算17-18
• 2.5 本章總結(jié)18-19
• 3 非均勻介質(zhì)旋轉(zhuǎn)對稱體的時域積分分析方法19-55
• 3.1 分析非均勻介質(zhì)旋轉(zhuǎn)對稱體的電磁散射特性的時域體積分方程方法19-42
• 3.1.1 非均勻介質(zhì)旋轉(zhuǎn)對稱體的時域體積分方程的推導20-22
• 3.1.2 非均勻介質(zhì)旋轉(zhuǎn)對稱體的邊界條件處理22-23
• 3.1.3 非均勻介質(zhì)旋轉(zhuǎn)對稱體的時域體積分方程的矩量法分析23-26
• 3.1.4 非均勻介質(zhì)旋轉(zhuǎn)對稱體的時域體積分方程的矩陣化26-29
• 3.1.5 非均勻介質(zhì)旋轉(zhuǎn)對稱體的階數(shù)截取法和模式數(shù)選取法29-31
• 3.1.6 自適應(yīng)交叉近似算法的應(yīng)用31-32
• 3.1.7 數(shù)值算例32-42
• 3.2 分析涂覆金屬旋轉(zhuǎn)對稱體的電磁散射特性的時域體面積分方程方法42-53
• 3.2.1 涂覆金屬旋轉(zhuǎn)對稱體的時域體面積分方程的推導42-45
• 3.2.2 涂覆金屬旋轉(zhuǎn)對稱體的時域體面積分方程的矩陣化45-47
• 3.2.3 數(shù)值算例47-53
• 3.3 本章總結(jié)53-55
• 4 薄介質(zhì)涂覆旋轉(zhuǎn)對稱體的時域散射特性分析55-75
• 4.1 單層薄介質(zhì)涂覆旋轉(zhuǎn)對稱體的時域電磁散射特性分析55-66
• 4.1.1 單層薄介質(zhì)涂覆旋轉(zhuǎn)對稱體的時域電磁散射特性的基本原理55-58
• 4.1.2 單層薄介質(zhì)涂覆旋轉(zhuǎn)對稱體的時域積分方程的阻抗矩陣生成58-62
• 4.1.3 數(shù)值算例62-66
• 4.2 多層薄介質(zhì)涂覆旋轉(zhuǎn)對稱體的時域電磁散射特性分析66-74
• 4.2.1 多層薄介質(zhì)涂覆旋轉(zhuǎn)對稱體的時域電磁散射特性的基本原理67-69
• 4.2.2 多層薄介質(zhì)涂覆旋轉(zhuǎn)對稱體的時域積分方程的阻抗矩陣生成69-70
• 4.2.3 數(shù)值算例70-74
• 4.3 本章總結(jié)74-75
• 5 總結(jié)與展望75-77
• 5.1 全文總結(jié)75-76
• 5.2 后續(xù)工作展望76-77
• 致謝77-78
• 參考文獻78-83

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