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地下三维目标电磁散射的计算

于继军  
【摘要】:本论文的主要工作是地下三维目标电磁散射的计算,论文首先对用矩量法计算地下三维目标的电磁散射遇到的两个关键问题——Sommerfeld积分的快速计算和奇异点处理进行了深入的研究,最后给出了一种计算地下目标电磁散射的混合势积分方程的RWG矩量法的精确快速实施方案。 在Sommerfeld积分的快速计算研究中,首先介绍了GPOF方法和两层GPOF方法的实施步骤;然后对计算地下目标的电磁散射所用到的一个特定Sommerfeld积分,分别用GPOF方法和两层GPOF方法进行了数值模拟,并对这两种方法的参数选取进行了仔细、深入的研究,给出了具体的选取建议;数值模拟结果显示,两层GPOF方法比GPOF方法的参数统一性好,有利于工程实现。 在奇异点处理研究中,首先介绍了两种奇异点处理方法,然后对这两种方法的适用范围以及实施的有效性进行了仔细的研究,最后给出了数值试验结果。 在用矩量法计算地下三维目标电磁散射的研究中,给出了一种用层状介质中的混合势积分方程和基于RWG基函数的矩量法计算地下三维目标电磁散射的精确快速实施方法。对MPIE的RWG矩量法具体实施、计算性能做了研究,尤其是对其中的多个不同形式的Sommerfeld积分的快速全波数值离散复镜像计算方法做了仔细研究。本文的实施方法退化到自由空间后的计算结果与解析解Mie Series吻合的很好,而且地下平板的计算结果与以往公布结果吻合得也比较好,证实了本文实施方法的可行、高效、精确。除此以外,本文还计算了其它形状目标在不同大小、不同埋藏深度、以及不同地层媒质下的电磁散射特征。


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