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涂敷以及薄介质目标的电磁散射计算快速方法研究

陈雄  
【摘要】: 随着现代技术的发展,或是因为保护或是空气动力学上考虑,纯金属物体越来越满足不了日益拓展的应用需求,特别是航空航天以及海洋军事应用如对隐身要求即雷达散射的要求使得涂覆以及薄介质在金属导电目标上广泛应用,在这样的大背景下,对于涂敷目标的研究以及对于薄介质目标的研究如雨后春笋般展开,各种解决涂敷目标以及薄介质目标的方法理论纷纷被提出。此外,得益于计算机技术的迅猛发展,作为一种数值算法,计算电磁学的应用得到了极大的拓展,包括积分类方法,其中矩量法的应用尤其明显并已臻于成熟。本文基于矩量法研究了用于解决涂敷目标的阻抗边界条件以及薄介质目标的解决方法。 在本文的首章,介绍了本课题的研究现状以及电磁学发展背景。 在接下的一章里全面介绍了本研究课题的方法基础:矩量法以及快速多极子原理并分析其优劣性。 针对均匀介质涂敷导电目标电磁特性分析,第三章介绍了求解雷达散射截面的用于减少未知量的阻抗边界条件,它是通过介质涂敷导电目标表面上等效电流和磁流之间相互关系形成的一种简便的近似边界条件,由于基于电场积分方程的阻抗边界条件精度较高但是矩阵性态相对较差,而基于磁场积分方程的阻抗边界条件精度相对较差但是矩阵性态较好,并且只能处理闭合结构,因此本文采用了基于混合场积分方程的阻抗边界条件,综合了以上两种方程的优点,避免了谐振。出于加速求解过程以及减小存储空间的考虑,引入多层快速多极子(MLFMA)使电大尺寸电磁散射目标的分析成为可能 在第四章首先介绍了一种传统解决薄介质层电磁散射计算的快速算法。把传统的体积分方程转换为面积分方程,简化了计算,减少了未知量。然后介绍了一种改进的TDS方法,引入了脉冲基函数用于模拟法向分量的场,更为精确地计算了薄介质目标的电磁散射 第五章进一步拓展了TDS方法的应用范围。分析了理想金属导体覆盖薄介质层物体的电磁散射特性,推导出散射场计算式. 最后是对之前研究的总结分析和对本课题的展望


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