色散媒质覆盖导电体的瞬时散射

本文提出了修正的时域有限差分法（ＦＤＴＤ）来分析计算色散媒质中瞬变场问题，并采用普郎尼近似法使时域卷积可转化为违推计算，是充分利用现代计算机技术解决时域和宽带电磁场问题的一种有效手段。同时运用此方法对色散媒质中及色散媒质覆盖的导体目标瞬时域散射场进行了计算和分析，直观可靠地反映了其特性，并与传统的（非色散）ＦＤＴＤ方法计算的结果进行了比较，差别是显而易见的，为此必须重视色散媒质对瞬变场分析的影响。     

N阶色散媒质的瞬态散射特性

本文提出了Ｎ阶色散媒质瞬态特性的时域分析方法，结合Ｚ变换对常规的时域有限差分（ＦＤＴＤ）法进行了修正，改进后的ＦＤＴＤ法能分析和与频率有关的电磁场问题，具有方法简洁、易实现等优点。为验证此方法的有效性和可靠性，对Ｎ阶色散媒质的反向系数进行了分析与计算，并与已知的解析结果进行了比较，同时，采用此时域方法对Ｎ阶色散媒质和导体覆盖Ｎ阶色散媒质散射场进行了计算和分析。     

介质色散特性的ⅡR数字滤波器模拟及其在FDTD上的应用

在用时域有限差分法（FDTD）分析色散媒质电磁问题过程中,采用无限冲激响应滤波器模拟媒质的色散特性,讨论了包括冲激响应不变法和双线性变换法等滤波器设计方法在这一新领域中的应用。改进的FDTD法利用成熟的数字信号处理技术分析处理了色散媒质瞬变电磁场问题,为数字信号处理技术在时域电磁场分析领域的应用提供了新的思路。为验证此方法的有效性和可靠性,分别用滤波器系统模拟了不同色散媒质。并在此基础上用FDTD对色散媒质电磁问题进行了分析计算,同时验证了结果。     

非Yee网格的FDTD法分析复杂媒质PBG结构的带阻特性

采用电、磁场各分量均位于网格中心的高阶时域有限差分法计算PBG结构的色散特性。对简单媒质问题的计算结果与采用Yee网格时域有限差分法所得一致，但更适合于分析含复杂媒质的问题。计算了三类磁各向异性PBG结构的色散特性曲线，指出：磁各向异性媒质都可明显增宽第一阻带；对称型磁各向异性还增多色散特性曲线中的阻带数，但旋磁型各向异性则不影响阻带数。     

辅助方程-双向隐式差分法的电磁散射研究

在辅助差分方程(ADEs)的基础上结合交替隐式时域有限差分方法(ADI-FDTD),提出ADEs-ADI-FDTD方法用以计算色散媒质的电磁散射问题。由于三维ADI-FDTD方法的复杂性,在此采用了全分裂场形式的场量以简化完全匹配层(PML)吸收边界的处理及在连接边界处入射场的加入。针对Debye型色散媒质,利用极化强度辅助差分系列方程推导了ADEs-ADI-FDTD方法中电、磁场的迭代方程及其相关参数表达式,最后通过对色散媒质和各向同性等离子体等物体进行仿真计算,计算结果显示了本文算法在时间上的高效性和精确性。     

色散媒质中ADI-FDTD

基于交替方向隐式(ADI)技术的时域有限差分(FDTD)法是一种非条件稳定的计算方法，该方法的时间步长不受Courant稳定条件限制，而由数值色散误差决定。与传统的FDTD相比，ADI-FDTD增大了时间步长，从而缩短了总的计算时间。本文采用递归卷积方法将ADI-FDTD推广应用于色散媒质，推导了二维情况下色散媒质中的ADI-FDTD迭代公式。应用推导公式计算了色散土壤中目标的散射，并与色散媒质FDTD结果对比，在大量减少计算时间的情况下，两者结果符合很好。     

N阶色散媒质的FDTD法与数字信号处理技术

提出了一种新的N阶色散媒质的时域分析方法,并将其表征为一组无限冲击响应滤波器,将色散媒质在FDTD中的表述问题转化为数字滤波器(IIR)的设计问题.改进FDTD能分析处理与频率有关的电磁场问题.为验证此方法的有效性和可靠性,用此方法计算了高斯平面波脉冲入射N阶色散媒质的情况,计算结果与解析值非常吻合.     

N阶色散媒质的FDTD法与数学信号处理技术

提出了一种新的Ｎ阶色散媒质的时域分析方法,并将其表征为一组无限冲击响应滤波器,将色散媒质在ＦＤＴＤ中的表述问题转化为数字滤波器（ＩＩＲ）的设计问题。改进ＦＤＴＤ能分析处理与频率有关的电磁场问题。为验证此方法的有效性和可靠性,用此方法计算了高斯平面波脉冲入射Ｎ阶色散媒质的情况,计算结果与解析值非常吻合。     

一种适用于任意色散媒质的新型FDTD方法研究

本文提出一种新的适用于各种复杂色散媒质的时域有限差分法,将色散媒质表征为一组无限冲激响应滤波器(IIR),由此导出基于介电常数和导电系数的时域有限差分方程,并对算法的稳定性条件和数值色散关系进行分析.这种改进的FDTD能分析与频率有关的电磁场问题.为验证该方法的有效性和可靠性,本文用冲激响应不变法设计IIR滤波器模拟色散媒质,并对高斯脉冲入射色散媒质的情况进行数值模拟,结果与解析值完全吻合.     

浅层地下目标时域电磁散射问题的数值模拟

本文用时域有限差分法(FD-TD法)计算了浅层地下目标的时域电磁散射。在地下色散媒质的参数r()和r()都是以Debye方程表示时,推出了FD-TD法的迭代分式,并给出了相应的吸收边界条件。通过将FD-TD法计算的结果与其它结果相比较,证实了该方法对计算有耗媒质中电磁场问题的有效性。对瞬态脉冲在色散媒质中的传播特性进行了讨论。分别计算了典型地下目标的时域散射波形和波形堆积图。     

A Multiresolution Model of Transient Microwave Signals in Dispersive Chiral Media

A multiresolution in time domain method is used to model the propagation of transient signals through dispersive chiral media. The modeling of these media requires the computation of convolution integrals, whose resolution level may be increased by introducing wavelets in the time dependence of the fields.     

FD－TD法计算色散媒质中埋入异常体的电磁散射

本文论述了ＦＤ－ＴＤ法用于计算地下浅层目标的电磁散射问题。推出了Ｄｅｂｙｅ型色散媒质中ＦＤ－ＴＤ法的迭代公式和吸收边界条件。通过将ＦＤ－ＴＤ法计算的结果与其它结果相比较，证实了该方法计算有耗媒质中电磁场问题的有效性。对瞬态脉冲在色散媒质中的传播特性进行了讨论。分别计算了典型地下目标的散射波形和波形堆积图。     

NUMERICAL SIMULATION OF TIME-DOMAIN EM SCATTERING BY SHALLOW SUBSURFACE OBJECTS

The time-domain ElectroMagnetic(EM) scattering by buried objects in dispersive media is calculated with FD-TD method. The FD-TD formula in Debye dispersive media (both the complex permeability and the complex permittivity are described by Debye equations) are deduced, and the absorbing boundary condition is given. The validity of FD-TD method in lossy media is verified through comparing the FD-TD's results and the other ones. The propagation of transient pulses in dispersive media is studied in detail. The scattering pulses and the wiggle traces for typical buried objects are given.     

FD－TD法分析频变煤质中基带脉冲波传播和散射

利用ＦＤ－ＴＤ法，分别计算了频变媒质中基带脉冲淡的传播和浅层地下目标的时域电磁散射问题。通过Ｚ－变换技术，推出了媒质的介电常数εｒ＜（ω）和导磁率μｒ（ω）同时用Ｄｅｂｙｅ方程表示时ＦＤ－ＴＤ法的迭代公式，并给出了相应的吸收边界条件。通过将计算结果与其它结果相比较，证实了ＦＤ－ＴＤ法分析有托媒质中电磁场问题的有效性，并比较了吸收边界条件的吸收性能。对基带脉冲波在不同频变媒质中的传播特性进行了讨论。分别计算并给出了位于频变媒质中典型目标的时域散射波形和波形堆积图。     

Propagation of transients in dispersive dielectric media

The propagation of transient electromagnetic fields in dispersive dielectric media is studied. The dielectric medium is assumed to be linear, isotropic, and homogeneous, and is described by the Debye model. Incident fields are assumed to be transverse electromagnetic plane wave pulses. The dielectric body can assume the form of infinite half space or an infinite circular cylinder, either of which may be homogeneous or stratified. The electric fields induced in the dielectric are calculated from time-domain Maxwell's equations using the finite-difference time-domain method.<>     

海水包裹空心椭球体的低频散射场计算及分析

为了分析水下金属壳体目标的散射场,提出了一种基于移位算子时域有限差分方法的加速计算方法.利用该方法对海水、空气和金属三种媒质材料进行了建模,并计算了水下金属椭球状壳体目标低频散射场的空间分布和起伏海面对低频电磁波传播的影响.通过数值算例测试了所提方法的加速性能,可以得到接近线性的加速比和95%以上的加速效率.计算结果表明,海面会影响水下壳体目标散射场的空间分布,特别是对于电场的空间分布影响比较大,并且由于水下电导率的存在导致海面上方散射场的传播速度要比海面下方的快.     

地下三维目标电磁散射特性研究

本文推出集总电阻加载圆柱形天线在时域有限差分（FD-TD）法中的计算公式。对Mur二阶吸收边界条件在三维FD-TD法计算中的稳定性进行了研究，提出保证Mur二阶吸收边界条件稳定所必须注意的问题。在集总电阻加载圆柱形天线激励下，对色激媒质中三维目标的瞬态电磁散射特性进行了计算和分析，并将部分计算结果与实验测试的结果进行了比较，二者具有比较好的一致性。研究了色散媒质和目标特性对目标回波信号的影响，并对有耗媒质中细导线型目标的瞬态散射机理进行了分析。