基于MoM-PO的各向异性阻抗面电磁散射研究

该文基于阻抗边界条件(IBC),采用矩量法-物理光学(MoM-PO)混合算法,研究了3维各向异性阻抗面的电磁散射特性。根据表面等效原理,将空间散射场等效为MoM区和PO区电磁流的辐射场,感应电磁流以3维RWG (Rao-Wilton-Glisson)矢量基函数展开。以表面阻抗并矢表征电磁参数,给出典型各向异性阻抗面目标的电磁仿真算例,结果与Mie级数等精确解吻合良好,显示了该方法的有效性。     

DF31导弹各向异性材料涂覆RCS缩减优化设计

在目标表面合理涂覆各向异性吸波材料,能够有效缩减目标的雷达散射截面.文章以DF31导弹为例子,提出了一种适用于复杂几何外形的各向异性吸波材料涂覆目标雷达截面缩减的优化设计方法.该方法由通用几何建模方法、各向异性材料电磁散射高频计算方法、常用遗传算法三部分组成,以各向异性阻抗为优化参量.仿真结果表明,采用各向异性吸波材料涂覆能够显著降低目标的雷达散射截面.     

FDTD法分析涂覆各向异性材料金属目标宽带散射特性

采用时城有限差分方法研究了涂覆各向异性材料金属目标的宽带散射特性,得到了涂覆不同厚度的正单轴和负单轴各向异性材料情况下的频率响应和双站RCS,通过对这些散射数据的分析得出了一些关于涂覆材料及涂覆厚度对目标散射特性影响的结论,这些结论有助于对各向异性隐身材料的研究,体现了时域计算对于分析目标宽频带散射特性的优点.     

金属衬底多层吸波材料表面等效电磁流的研究

基于Maxwell方程的一阶状态矢量微分方程描述。推导出均匀平面波入射下金属衬底多层各向异性材料表面上等效电磁流的一般解析表达式及其相互关系。以此为基础给出了两层涂覆电大尺寸平板导体的散射结果，为我层各向异性材料涂覆导体目标电磁散射的近信计算提供了理论基础。     

手征材料涂覆导体目标电磁散射特性的PO分析

从Maxwell方程出发 ,推导出平面波照射下手征介质涂覆导体目标表面等效电磁流的一般表达式 ,并基于切平面近似 ,给出了计算手征介质涂覆导体目标电磁散射的物理光学 (PO)解。在此基础上 ,计算了T形结构及锥柱结构的散射特性 ,分析了手征材料参数对电磁散射的影响 ,得到了一些有益的结果。为电大尺寸手征介质涂覆导体目标电磁散射特性的快速估计提供了一种有效的手段     

任意截面非均匀各向异性阻抗柱体的电磁散射

采用矩量法(MoM)结合阻抗边界条件研究了二维无限长任意形状截面非均匀各向异性阻抗柱体的电磁散射特性。散射场通过Stratton-Chu电场积分方程、电流连续性方程和二维格林函数予以求解。当柱体截面矢径的模等于恒定值时,目标退化为二维无限长圆柱,提出的计算方法仍然有效。计算得到的散射宽度结果与解析法、物理光学法(PO)的结果进行了比较,吻合良好。     

柱状结构中多层各向异性吸波材料的电磁分析

通过对圆柱状结构中多层各向异性薄层吸波材料的电磁分析—柱体由金属柱芯和包围其外的多层各向同性介质材料组成,在各层之间和外表面涂覆各向异性薄层.考虑各薄层的输入阻抗,得出曲面结构内部及表面涂覆各向异性吸波材料散射场.根据级联矩阵和算法,在一定波段上进行RCS (Radar Cross Section)减缩,获令人满意的计算结果.     

各向异性材料涂覆金属二面角反射器的RCS分析

该文基于均匀平面波入射下无限大金属衬底各向异性材料表面等效电磁流的一般表达,利用物理光学法结合多次反射,研究了各向异性材料涂覆金属二面角反射器的后向电磁散射特性,分析了不同材料参数及不同二面角对后向RCS的影响,得到了一些有益的结论。     

基于时域物理光学法的涂覆目标瞬态散射分析

为了对涂覆雷达吸波材料(RAM)的电大尺寸目标的时域瞬态散射特性和宽带RCS进行快速计算,以满足工程上对目标电磁散射特性的计算向宽频带、向时域靠拢的需求。通过引入阻抗边界条件(IBC),计算了涂覆RAM 目标表面的等效反射系数,将等效反射系数代入频域物理光学法(PO)的表达式,并进行逆傅里叶变换(IFT),推导出了适用于涂覆RAM的目标的时域物理光学法(TDPO)积分表达式。使用OpenGL 控制图形处理器(GPU)来对目标的面元模型进行消隐处理,提高了运算速度。最后通过两个仿真算例,对TDPO与频域PO计算所得的时域瞬态响应和宽带RCS 进行对比,验证了TDPO计算结果与频域PO计算结果具有同等精度。     

阻抗球涂覆均匀等离子体电磁散射的解析解

均匀无源各向异性等离子体介质中的电磁场是第一、第二类各向异性等离子体球矢量波函数的线性叠加,在阻抗球表面满足阻抗边界条件、等离子体与自由空间表面满足电磁场切向连续的边界条件,可得出各向异性等离子体涂覆阻抗球在平面波入射情况下,均匀等离子体介质中电磁场用各向异性等离子体球矢量波函数表示的系数满足的矩阵方程,进而得出散射场由球矢量波函数展开的展开系数和雷达散射截面.数值计算的结果表明:当阻抗球的半径趋于0时,其结果和均匀各向异性等离子体球对平面波的电磁散射结果相同.最后还给出了一些数值计算的结果.     

不同吸波涂层对三维复杂目标的RCS影响的分析

利用有限元-快速多极子算法(FEM-FMM)分析了三维复杂目标涂有不同吸波涂层的雷达散射截面(RCS).以圆锥体为例,详细计算分析了涂敷有耗各向同性、正单轴各向异性、负单轴各向异性和纳米吸波材料4种典型吸波材料对目标电磁散射特性的影响,并首次讨论了每种吸波材料随不同涂层厚度对RCS的影响,得到了最佳隐身效果的吸波材料和涂层厚度的组合.结果表明,涂敷最佳吸波材料目标的后向RCS比目标没有吸波涂层时可以降低16.6dB.     

基于FE-BI的介质粗糙面上方涂覆目标电磁散射特性研究

采用有限元-边界积分（finite element boundary integral,FE-BI）方法研究了介质粗糙面上方涂覆目标的复合电磁散射特性,推导了一维介质粗糙面上方二维涂覆目标电磁散射的FE-BI公式.在仿真中,采用功能强大的有限元方法模拟涂覆目标内部场,对于涂覆目标与粗糙面之间的多重耦合作用则通过边界积分方程方法进行考虑.结合Monte-Carlo方法,数值计算了介质高斯粗糙面上方涂覆圆柱目标的电磁散射,分析了涂层材料介电常数、粗糙面粗糙度以及介质粗糙面介电常数变化对复合模型双站散射系数的影响.数值结果表明,相比于传统矩量法（method of moment,MoM）,本文方法虽然在处理理想导体模型时效率略低,但可以处理MoM难以处理的复杂媒质电磁散射问题,且计算精度较高.     

柱状结构中多层各向异性吸波材料的电磁分析

通过对圆柱状结构中多层各向异性薄层吸波材料的电磁分析－柱体由金属柱芯和包围其外的多层各向同性介质材料组成,在各层之间和外表面涂覆各向异性薄层。考虑各薄层的输入阻抗,得出曲面结构内部及表面涂覆各向异性吸波材料散射场。根据级联矩阵和算法,在一定波段上进行ＲＣＳ（Ｒａｄａｒ Ｃｒｏｓｓ Ｓｅｃｔｉｏｎ）减缩,获令人满意的计算结果。     

各向异性材料部分涂覆导体的散射特性研究

利用物理光学法(PO)与有限元法(FEM)混合方法,研究了有各向异性媒质局部涂覆的电大导体目标的电磁散射问题.在有复杂媒质涂覆的电小结构区域采用有限元法,在未涂覆媒质的电大导体区域采用物理光学法结合等效电磁流法.将两部分区域的边界进行消隐处理,考虑耦合效应,并利用共同的等相位面,将不同区域产生的散射场矢量叠加得到总散射场.文中的实例结果与传统的FEM很好的一致,说明了该方法的有效性和精确性.     

Three-dimensional field representation in a ten-parametercylindrically symmetric anisotropic material

A vector-field representation of the electromagnetic field in a cylindrically symmetric anisotropic region is derived and discussed in terms of its usefulness as an analytical tool for studying basic wave processes in anisotropic materials. The field representation clearly displays the polarization coupling nature of an electromagnetic field in a cylindrically symmetric anisotropic material. The representation is also attractive from the practical standpoint, since the mathematical model of absolute (i.e. not relative to free-space) permeability and permittivity tensors is ideal for representing general anisotropically coated cylindrical structures. The vector problem is reduced to a scalar problem for the axial fields. In the solution of the set of second-order partial differential equations for the axial fields, a type of generalized vector cylinder function encountered when a contour representation of the Barnes type is employed for the two unknown scalars is discussed. The special case for which polarization decoupling occurs is described     

两层各向异性介质球电磁散射球矢量波函数解

在无源各向异性铁氧体和等离子体介质的球矢量波函数基础上,利用第一、二类球Bessel 满足相同的微分方程和递推关系,给出了各向异性铁氧体球涂覆均匀等离子介质对平面波散射的理论公式,并给出数值计算的结果,预计本文结果可应用于微波器件以及目标特性等领域。     

Generalized material models in TLM .II. Materials with anisotropicproperties

For pt. I see ibid., vol.47, no.10, p.1528-34 (1999). Transmission-line modeling (TLM) can be used for the time-domain simulation of electromagnetic wave propagation in anisotropic and bi-anisotropic media. In this paper, Z-transform methods are utilized to obtain the time-domain iteration procedures for propagation in anisotropic and bi-isotropic materials. For clarity, the method is first developed for one-dimensional (1-D) propagation and then extended to the three-dimensional (3-D) case     

各向异性阻抗面电磁散射快速数值算法研究

基于多层UV矩阵分解技术,提出用矩量法(MoM)求解三维各向异性阻抗面电磁散射的MoM-UV快速数值算法。根据等效原理,将表面电磁流以RWG(rao-wilton-glisson)矢量基函数展开。引入阻抗边界条件(IBC),以表面阻抗并矢表征电磁参数,实现各向异性阻抗面的电磁仿真。通过多层UV进行低秩矩阵压缩,减少矩阵-向量积运算和内存需求,利用稳定的双共轭梯度(BICGSTAB)迭代方法求解。给出典型算例,并与Mie级数解等精确结果比较,验证该算法的精度和效率。