地海面目标电磁散射的精确建模和数值计算

对地海面环境中的跨界面导体目标电磁散射进行精确建模与高效计算.在混合位积分方程和索末菲积分快速计算方法的基础上,着重讨论了格林函数的列表与空间插值方法,以提高阻抗矩阵的生成速度,很大程度上克服了由于目标跨界面而导致的数值计算上的困难.给出了几个典型的条件下的半埋结构和海面舰只的电磁散射模拟结果,验证了数值方法的有效性.     

半空间环境中任意位置三维导体目标的电磁建模

采用基于混合位积分方程的数值方法对半空间环境中任意位置(包括界面上方、下方以及跨界面情形)的三维导体目标进行电磁建模,并通过以下两个途径来提高求解效率:一是优化阻抗矩阵的生成过程来避免格林函数的重复计算;二是在不同场源距离区域使用不同的索末菲积分计算方法(包括折合积分路径方法、最陡下降路径方法以及离散复镜像方法)来提高格林函数的单次计算效率.数值结果表明,该方法能方便地对半空间环境中任意位置目标电磁辐射与散射进行精确数值计算,同时具有较高的计算效率.     

半空间格林函数的角谱平面高效计算

将半空间并矢格林函数的索末菲积分用角谱平面积分表示,将原始的索末菲积分路径变换至最陡下降路径,针对场源位于不同区域时的分支割线和支点分布做了讨论,给出了最陡下降路径方程和相应的积分公式.对于可能涉及的支点奇异性,通过增加一条过支点的等相位路径来计算.角谱平面的计算方法有效地简化了SDP方程的推导与积分计算过程;数值计算表明基于最陡下降路径的积分方法可以极大提高半空间格林函数的计算效率.     

位积分方程组矩量法用于精确计算非均匀介质柱的电磁散射

位积分方程组的主要特点是以电磁位为未知函数,这些未知函数在具有不同电磁参数的介质分界面处是连续的,因而在矩量法的实现过程中能够非常方便地应用高阶插值基函数来展开未知函数,以便获得高精度的解。但是,经典的点匹配方案使该模型的数值稳定性较差。本文用位积分方程组矩量法模型计算任意截面非均匀介质柱的电磁散射,采用三角形离散方案和高阶插值基函数,在测试过程中应用新提出的测试方法,克服了原位方程组矩量法模型的数值不稳定性。对矩量法矩阵中自阻抗元素的奇异性处理方法也作了详细介绍。文中提供的数值结果表明,该方法是精确、稳定的。     

半空间电大导体目标散射的高频分析方法

该文研究了半空间电大尺寸导体目标散射的高频求解方法。将半空间并矢格林函数引入物理光学方法中,对半空间环境影响进行考虑,推导出半空间物理光学分析方法,并结合图形电磁学(GRECO),对半空间电大导体目标进行消隐判断,提取像素面元法矢量和深度缓存等有效信息,快速有效地计算了半空间导体目标的雷达散射截面(RCS),数值结果证明该文方法的有效性和准确性。     

半空间电大均匀介质目标散射分析方法

研究了半空间电大尺寸均匀介质目标散射的高频求解方法.考虑电大均匀介质目标散射特性,将半空间并矢格林函数引入物理光学近似中,结合图形电磁学(GRECO)和射线追踪方法,分别对半空间复杂目标的消隐和多重散射进行考虑,快速有效地计算了半空间电大均匀介质目标的雷达散射截面(RCS),数值结果证明了该方法的准确性.     

半空间目标宽带电磁散射特性的快速插值方法

将幅相分离插值方法应用于半空间目标宽带电磁散射特性的分析中。针对半空间散射体表面感应电流的特性,将主要相位因子提出单独考虑,余下随频率变化相对平滑的剩余项运用最佳一致逼近快速求取其宽带特性,再结合半空间格林函数求解半空间背景下目标的电、磁矢量及标量位函数,进而求解其散射场,最终有效地分析了半空间目标的宽带电磁散射特性。数值结果证明了方法的有效性和准确性。     

圆柱分层介质中格林函数的完整求解Ⅱ：混合位格林函数

在Pan I的基础之上,详细、完整地推导出有关z、ψ和ρ方向电偶极子圆柱分层介质的3种不同形式的混合位格林函数.分析了这3种格林函数的特点,从而为利用混合位积分方程(MPIE)准确分析圆柱共形微带天线提供了理论基础.通过与文献[2]、[3]给出的混合位格林函数的比较,说明了本文公式的正确性,最后,通过Matlab仿真,成功计算了文献[8]中的圆柱分层介质的第一类混合位格林函数.     

一种计算有耗媒质中跨界目标电磁散射的高效算法

为了克服传统离散复镜像法计算有耗媒质中索莫菲尔德积分的不足,提出了一种基于增强离散复镜像法的插值算法。当场点和源点位于分界面两侧时,谱域格林函数中同时包含场点和源点位置坐标,传统二级离散复镜像法无法一次拟合复指数参数,考虑将谱域核函数对场点坐标分离,然后建立复镜像参数随源点坐标的一维插值表,从而可以对复镜像参数进行插值运算;当场点和源点均位于有耗媒质中时,二级离散复镜像法的采样路径会带来错误,提出对谱域核函数进行形式变换再进行求解,从而使插值法适合有耗媒质中格林函数的计算;为了扩大传统二级离散复镜像法的横向计算距离,在对复镜像参数进行复指数级数拟合时,选择增强离散复镜像法的采样路径。该方法同传统对格林函数进行插值的方法相比,在计算复杂度降低的同时,效率和精度都获得了大大提高。     

半空间复杂目标的高频分析方法

该文研究了半空间内复杂导体目标散射的高频求解方法。分析半空间电磁波的传播规律,将半空间并矢格林函数引入传统的物理光学方法,等效电磁流法方法中,推导出半空间物理光学算法、半空间等效电磁流算法,同时结合图形电磁学和射线追踪方法,分别对半空间复杂目标的消隐和多重散射进行考虑,与半空间目标面元、棱边散射场相叠加,快速有效地计算了半空间复杂目标的雷达散射截面。数值结果证明了方法的有效性和准确性。     

埋地三维复杂介质目标电磁散射特性分析

采用混合位积分方程（MPIE）和基于四面体元基函数的矩量法分析计算了埋地三维介质目标电磁散射问题,利用二级离散复镜像（DCIM）和广义函数束（GPOF）相结合的方法求解近场Sommerfeld积分,很好地解决了多层媒质中复杂目标电磁散射计算中的棘手问题,其方法简练、精确、高效,数值分析结果与有关文献吻合很好,证实了该方法的正确性和通用性。此外,该文还通过计算比较了不同观察点、不同目标埋地深度及介质参数的电磁散射特性。     

混合场积分方程结合MLFMA分析导体介质复合目标电磁散射问题

针对组合目标电磁散射问题,采用一类新的混合场积分方程进行分析.通过合理选择比例系数组合表面电场和磁场积分方程,构造出具有良好收敛性的阻抗矩阵.MLFMA的迭代求解采用广义最小残差方法(GMRES),结合预条件技术进一步减少迭代次数,加速计算并提高处理电大尺寸导体介质复合目标的能力.研究了几类典型目标电磁散射特性并比较了计算效率,数值算例验证了该方法的准确性和高效性.