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基于阶数步进法的时域体面积分方程方法的研究

颜朝  
【摘要】: 长期以来,频域方法在计算电磁学领域一直占据着主导地位。但是,由于近几年来对高分辨短时脉冲雷达、目标精确识别、模拟超宽带信号和非线性系统的需求日益增加,时域方法引起了众多学者的广泛重视。与频域方法相比,时域方法在分析电磁散射、辐射问题时,有着得天独厚的优势。时域积分方程方法也属于时域方法的一种,因此,研究时域积分方程方法是一个非常有意义的课题。但是传统求解时域积分方程的时间步进算法(MOT),由于存在晚时振荡的缺陷,因而其发展一直受到了限制。而时域积分方程的阶数步进解法(MOO),由于不存在后期不稳定问题,因此,具有广阔的发展前景。 传统的时间步进法在空间上采用迦略金测试,时间上采用点匹配,与其不同,本文在空间和时间上采用了相互独立的迦略金测试过程。在对时域体面积分方程进行空间离散时,金属部分我们采用了RWG基函数进行离散,介质部分我们采用了SWG基函数进行离散。对于时间变量,我们采用了一组正交的拉盖尔多项式(Laguerre Polynomials)对其进行时间展开和测试。 本文首先利用基于阶数步进法的时域面积分方程方法分析了任意形状理想导体目标的瞬态电磁散射特性;然后利用时域体积分方程的阶数步进法(MOO)分析了非均匀介质目标的瞬态电磁散射特性;最后利用基于阶数步进法(MOO)的时域体面积分方程方法分析了金属介质组合目标的瞬态电磁散射特性。对于上述的方法,我们都通过数值算例验证了其正确性和精确性。 本文所做的工作为分析瞬态电磁散射现象提供了有效的途径,也为用时域积分方法分析复杂目标瞬态电磁散射特性奠定了基础。


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