【摘要】：高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的電磁散射特性研究對(duì)國(guó)防、科技、軍事等各個(gè)領(lǐng)域都有著非常重要的價(jià)值,成為當(dāng)代世界大國(guó)大力發(fā)展的對(duì)象之一。至今為止人們提出了各種方法來研究該課題。如有限元法與洛倫茲變換相結(jié)合;時(shí)域有限差分方法與洛倫茲變換相結(jié)合。而用矩量法來研究該課題的很少看到。作為研究比較成熟的經(jīng)典算法之一,在電磁散射計(jì)算方面矩量法有著自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。第一,矩量法只需要對(duì)散射體表面,或者散射體占有的空間進(jìn)行離散;第二,輻射條件通過格林函數(shù)在積分方程中可以自動(dòng)滿足,不需要另外考慮吸收邊界條件。本文以矩量法和洛倫茲變換為理論依據(jù),研究了超高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的電磁散射特性。主要研究步驟為以下四個(gè)方面:1)利用相對(duì)理論對(duì)移動(dòng)的方塊形狀進(jìn)行變換,并且將實(shí)驗(yàn)系坐標(biāo)下的入射波變換到靜止系下;2)在靜止系中運(yùn)用矩量法法計(jì)算導(dǎo)體或介質(zhì)體的表面電流和表面磁流;3)利用近遠(yuǎn)場(chǎng)變換得到遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的散射場(chǎng)。4)將散射場(chǎng)經(jīng)過變換回到實(shí)驗(yàn)系下。本文主要工作如下:1.本文簡(jiǎn)要介紹了矩量法基礎(chǔ)知識(shí),基函數(shù)與檢驗(yàn)函數(shù)的選取依據(jù),用矩量法求解一般電磁場(chǎng)問題的基本步驟。2.由洛倫茲變換基本公式出發(fā),推導(dǎo)出了TM波和TE波在不同參考系下入射參數(shù)的洛倫茲變換與散射參數(shù)的洛倫茲變換。并由推導(dǎo)出的散射角頻率與入射角頻率的關(guān)系得出了多普勒效應(yīng)。并利用Matlab計(jì)算出了不同角度入射波入射后的多普勒效應(yīng),并予以分析。3.利用矩量法求出高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)表面電流,進(jìn)而求出TM波和TE波入射情況下的雙站散射寬度,通過不同速度的對(duì)比,得出結(jié)論。計(jì)算結(jié)果表明,不同的運(yùn)動(dòng)速度對(duì)目標(biāo)雷達(dá)散射的影響和多普勒效應(yīng)不可忽略。多普勒效應(yīng)與入射角、目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度及散射角有關(guān),且關(guān)于目標(biāo)運(yùn)動(dòng)方向?qū)ΨQ。
【圖文】：

不同慣性系統(tǒng)間的新變換關(guān)系式［３６】。此變換在運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光速時(shí)，即蛻化逡逑成伽利略變換�，F(xiàn)假設(shè)兩做相對(duì)勻速運(yùn)動(dòng)的慣性參考系（ｓ和ｓ＇）之間的坐標(biāo)變換逡逑如圖３．１所示如果ｓ參考系的坐標(biāo)軸分別為ｘ、ｊ和ｚ，ｒ參考系的坐標(biāo)軸逡逑分別為Ｘ’、／和ｚ’。為了便于處理，假設(shè)Ｘ、ｚ軸分別平行于Ｘ＇、／、ｚ’軸，逡逑ｒ系相對(duì)于ｓ系以速度Ｖ沿Ｘ軸的正方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)ｔ＝ｔ’＝ｏ時(shí)，ｓ系和ｒ系的原點(diǎn)逡逑互相重合。同一個(gè)物理事件在ｓ系和ｒ系中的時(shí)空坐標(biāo)關(guān)系式如下所示：逡逑２邋２＊逡逑▲邋▲逡逑Ｓ邐Ｚ＇逡逑ｙ邋ｙ逡逑圖３．１相對(duì)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系逡逑ｘ＇＝ａｕｘ＾－ａ２ｌｃｔ逡逑ｙ邋＝邋Ｖ逡逑（３－１）逡逑ｚ邋＝邋ｚ逡逑ｃｔ＇＝邋ａ２］ｘ邋＋邋ａ２２ｃｔ逡逑對(duì)于圖３．１中所示坐標(biāo)系，有由光速不變性知逡逑１２逡逑

逡逑斯基空間，如圖３．２所示。相應(yīng)的，沿ｊｃ軸運(yùn)動(dòng)的物體洛倫茲變換改為：逡逑Ｍ逡逑警逡逑＾邐ｌ邐！邐？邋ｒ逡逑圖３．２洛倫茲變換逡逑ｒ邋0邋0邋ｊＰｒ逡逑Ｌ＝邐°邐１０邐０邐（３－１０）逡逑０邐０邐１０逡逑＿－ｊｐｙ邋０邐０邋ｙ邋＿逡逑洛倫茲逆變換為：逡逑ｒ邐0邐0邐－ｊＰｒ逡逑ｒ１邋＝ｌｔ邋＝邐０邐１邐０邐０邐（３－ｉｉ）逡逑ｏｏｉ邋ｏ逡逑ＪＰｒ邐0邐0邐ｙ逡逑其中，ｒ１是ｚ的逆矩陣，ｚＴ是ｚ的轉(zhuǎn)置矩陣。而由于矩陣ｚ滿足轉(zhuǎn)置矩陣等于逡逑其逆矩陣，滿足正交矩陣的定義。由于是復(fù)數(shù)矩陣，又叫酉矩陣ｔ％。在閔可夫斯逡逑基空間復(fù)洛倫茲變換為：逡逑＇Ｘ＇邐（邐ｙ邐０邐０邐價(jià)丫邋ｘ、逡逑少＝0邐１邐°邐°邋ｙ邐（３－１２）逡逑ｚ＇邐０邐０邐１邐０邋ｚ逡逑、火Ｉ－．／／？，，。。，人凡逡逑逆變換為：逡逑＾邋ｘ邋ｆ邋ｙ邋０邋０邋－＿／你丫；ｃ’、逡逑？＾邋＝邋°邋１0邐°邋少邐（３－１３）逡逑ｚ邐０邐０邐１０邋ｚ＇逡逑０邋０邐ｒ邋Ｊｌｊｃ。逡逑１５逡逑
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O441

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本文編號(hào)：2641956