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平面分层媒质中浅层埋入目标的电磁散射研究

肖东山  
【摘要】:平面分层媒质中埋入目标,特别是浅层埋入目标的电磁散射在诸如环境监测、遥感、地理勘探、地下目标的探测,甚至微波电路、微带天线、高速PCB板和微波、毫米波集成电路的分析设计等众多应用领域都有着重要的研究价值。 本文应用稳定的双共轭梯度-快速傅立叶变换(BCGS—FFT)方法分析了各向同性平面分层媒质中任意形状浅层埋入体的电磁散射。由于FFT及快速迭代算法(BCGS)的运用,相对于传统的矩量法而言大大降低了计算时间和内存需求,使得算法能够用于解决平面分层背景下大尺度电磁散射问题。数值模拟的结果反映了媒质的构造特征及目标的相对位置,显示出算法的有效性。本文还对该算法进行了改进,使其能够直接用于探地雷达相控阵天线的快速分析。 考虑到实际应用的需要,本文对单脉冲激励下近地天线的辐射、窄波束电磁波照射下目标的瞬态散射以及天线和目标的耦合等问题进行了时域模拟,作者对仿真结果进行了定性的分析并给出了初步结论。此项工作为浅层埋入目标相控阵探地雷达的实现奠定了一定的理论基础,并为反演提供了依据。


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