任意截面导体柱的电磁散射数值解

卡门翼形和任意多边形是两种典型的不规则形体,由于其不规则曲边和尖锐的角点,它们的电磁散射问题给传统的FDTD数值求解造成了一定的困难,这是因为要获得较高的精度,必须细分网格,从而增加内存需求和计算时间,本文利用形体变换结合时域有限差分法的Thompson-FDTD方法对这两种典型的不利形体的散射问题进行了数值模拟,其结果进一步验证了Thompson-FDTD方法对散射体几何形状变化具有较强的适应能力和较高的数值精度。     

介质柱电磁极化散射的计算和分析

本文首次给出柱形体的一种有价值的极化散射矩阵Ｓ,定义,Ｓ,具有六个自由度,它包含了柱形体散射的所有信息,并给出计算平行极化ＲＣＳ的垂直极化ＲＣＳ等公式。从Ｓｓ也易于导出线极化基极化散射矩阵Ｓｔ和圆极化基极化散射矩阵Ｓｃ等。在此基础上本文将ＭｏＭ－ＣＧＭ－ＦＦＴ混降低了所需计算机内存和ＣＰＵ,提高了计算效率。本文以介质板柱体的极化散射为例进行了计算,所得结果与理论结果与及其它文献中的精确结果进行比较     

表面辐射条件在求解二维均匀介质柱电磁散射中的应用

本文讨论了表面辐射条件(On-Surface Radiation Condition,简称OSRC)在求解二维均匀介质柱电磁场散射中的应用。其中利用求解均匀介质柱散射的三阶表面辐射条件算于讨论了入射场为横磁模(TM)和横电模(TE)的散射情况。文中计算了TM模入射时均匀介质柱的雷达散射截面(RCS),用OSRC求得的数值结果与严格解二者吻合得较好。     

任意截面导体柱电磁散射特性的时域分析

本文采用共形网格的ＦＤＴＤ法对任意截面导体柱的电磁散射特性进行了分析。首先采用广义环路积分法导出共形网格上的时域有限差分方程,然后针对共形网格导出其一阶和二阶吸收边界条件。这种吸收边界条件在曲率半径趋于无穷大时分别退化为一阶和二阶Ｍｕｒ 吸收边界条件。由于采用共形网格,网格节点数远少于普通ＦＤＴＤ法中的节点数,从而大大节省了计算时间和存储空间。在时谐平面波和高斯脉冲激励下,首先计算了导体柱表面的时域感应电流,然后运用Ｆｏｕｒｉｅｒ变换计算导体柱的ＲＣＳ,其结果与其它文献结果一致。     

第一类球波函数的柱波函数展开

本文首先给出了第一类标量球波函数的标量柱波函数展开式,然后根据矢量波函数的定义给出了第一类矢量球波函数的矢量柱波函数展开式。这些展开式在求解具有复杂边界的电磁辐射和散射问题时是十分有用的     

用复射线展开法计算目标散射场的误差特性分析

复射线展开法是计算目标散射场的一种简捷的方法，其可靠性有赖于对误差特性的系统研究，本文以平面波谱积分为散射计算的参考标准，以Ｌ＾２空间中由范数定义的距离作为复射线展开法计算结果的误差，从而得到了复射展开法在目标散射场计算中的误差特性，找到了减误差的方法并给出这一方法的适应范围。     

用复射线展开法计算目标散射场的误差特性分析

复射线展开法是计算目标散射场的一种简捷的方法,其可靠性有赖于对误差特性的系统研究。本文以平面波谱积分为散射场计算的参考标准,以L2空间中由范数定义的距离作为复射线展开法计算结果的误差,从而得到了复射线展开法在目标散射场计算中的误差特性,找到了减小误差的方法并给出这一方法的适用范围。     

任意二维导体波纹周期表面电磁散射特性的研究

本文将直线法成功地用于二维导体周期结构的散射问题。与现有文献的比较验证了该方法的可行性与有效性。文中给出了矩形光栅、梳齿光栅和正弦光栅的散射特性曲线，对于不同形状、尺寸的结构，只需在数值计算中稍稍改变矩阵元素即可。因而与其它方法相比，是一种具有普适且计算量小的方法。     

二维目标电磁散射计算的一种高精度有限元-边界元混合方法

给出了应用于二维目标电磁散射计算的一种高精度有限元-边界元混合方法:1)将八结点曲边四边形二阶等参数单元作为有限元单元,2)运用插值函数法简单而又高精度地计算边界元部分采用二阶单元时的奇异积分。通过数值实验验证了方法的有效性。     

用于处理六边对称结构电磁散射的GIM技术

利用散射体的几何对称特性,使各种矩阵方法（指通过离散化,最终导致应用矩阵求解的数值方法）求解散射场过程中所需要的存储单元和时间减少,是当前具有理论和实际意义的重要课题。为此,本文在广义镜像法原理（GIM）的基础上,给出了处理一种具有六边对称结构的电磁散射问题的新方法。本文的结果表明：在计算散射体形状为六边对称的散射场的过程中,能够使所需总的矩阵阶数降至1／4,所需总的运算时间降至约1／32。这一运算结果较之于原来的GIM方法处理同一问题,在不降低运算精度的情况下．可使运算时间和运算所需的存储量节约近一倍。     

理想导电柱体电磁散射的有限差分法

本文提出一种新的求解二维电磁散射的数值方法。应用辐射边界条件将无限大空间的电磁散射问题限制在有限区域内,采用有限差分技术数值求解波动方程、辐射边界条件及散射体表面边界条件,从而获得理想导电二维散射体的表面感应电流及近场分布。本文给出的圆形、椭圆形及方形截面柱体的数值计算实例表明,这种方法可获得与本征函数级数解或矩量法解相当吻合的结果,大大优于表面辐射条件法的结果,表明这种方法可能成为代替现有解析或数值方法的有效方法。     

表面辐射条件在非光滑凸散射体上的应用

Kriegsman等人(1987年)提出了一种计算凸体电磁散射的新技术表面辐射条件(OSRC)法。但当散射体存在奇异边缘时,用这种新技术求得的散射场与实际相差很远,大大地限制了OSRC法的应用范围。本文考虑到奇异边缘的作用,提出了有效解决这一问题的一种奇异电流冲激法。用这一方法求解了金属带、多棱柱的散射,表明奇异电流的贡献将大大改善散射场预测的精度,并得到奇异电流的影响程度是散射体不光滑点处内角的函数。     

月形波导和加片圆波导的解析分析

采用模匹配方法分析了月形波导和加片圆波导的截止频率。波导中的场采用半数阶Bessel函数展开并令其满足边界条件,从而获得截止频率的特征方程国。根据本文所给公式可求解任意尺寸的月形波导、倒月形波导和加片圆波导的截止频率,并获得稳定的、具有高精度的解。     

用FDTD方法模拟稳态电磁散射时开关函数的应用

在用时域有限差分(FDTD)方法模拟稳态电磁散射时,为了减小稳态建立过程中的冲激效应,缩短建立稳态所需时间,本文引入了开关函数,并给出几种开关函数下FDTD的稳态建立过程。     

Mur吸收边界条件的校正

本文分析了Mur吸收边界条件产生误差的原因,讨论了用散射中心法校正Mur吸收边界条件的问题,以二维情况下线源的辐射及方柱形导体的散射问题为例进行编程计算,且与未校正的同阶和高阶近似的Mur吸收边界条件作了比较,证明该方法是有效的,最后提出用坡印亭矢量的方向来校正Mur吸收边界条件的思想.     

计算电磁场的容差法

这里讨论一种新方法，用它可以大大减少局部介质参数或局部边界条件变化后对场的影响的求解工作量。与微扰法不同，这种方法并不对扰动体的大小、参数改变的程度有太多限制。