等離子體電磁散射CDLT-FDTD算法及M-UPML吸收邊界研究.pdf

1、由于等離子體這種色散介質(zhì)對(duì)電磁波的吸收在眾多領(lǐng)域，特別是在等離子體隱身技術(shù)的應(yīng)用，使得對(duì)其電磁特性的研究在近幾年成為熱門課題之一。目前對(duì)其電磁特性的研究方法主要有時(shí)域有限差分(FDTD)方法。而對(duì)磁化等離子材料這種復(fù)雜色散介質(zhì)的電磁散射FDTD方法研究，其主要難點(diǎn)在于處理色散的本構(gòu)關(guān)系，即要處理頻域的本構(gòu)關(guān)系過渡到時(shí)域的本構(gòu)關(guān)系中的卷積問題。
　　 根據(jù)拉普拉斯變換(LT)原理，提出了一種新的分析色散介質(zhì)的電磁特性的時(shí)域有限差分

2、(FDTD)算法，稱之為電流密度拉普拉斯變換時(shí)域有限差分(CDLT-FDTD)算法。利用磁化等離子體介質(zhì)中關(guān)于電流密度矢量與電場(chǎng)強(qiáng)度的本構(gòu)方程，將其兩邊分別拉普拉斯變換，得到s域內(nèi)的本構(gòu)方程。再進(jìn)行拉普拉斯逆變換將其過渡到時(shí)域，結(jié)合指數(shù)差分進(jìn)行離散，得到在時(shí)域易于求解的FDTD迭代方程。這個(gè)方法的優(yōu)點(diǎn)是：一方面，回避了處理頻域的本構(gòu)關(guān)系過渡到時(shí)域的本構(gòu)關(guān)系中的卷積問題，使運(yùn)算量大大減少，節(jié)約了內(nèi)存的需求。另一方面，由于其從等離子體本構(gòu)方

3、程出發(fā)，在實(shí)際操作中，對(duì)于各個(gè)參數(shù)的控制相比介電系數(shù)更容易，因而更適合于實(shí)際工程問題的分析。
　　 在驗(yàn)證該方法正確的基礎(chǔ)上，研究非磁化與磁化等離子的電磁散射特性。通過分別改變等離子體碰撞頻率、等離子體頻率、等離子體回旋頻率等這些等離子體參數(shù)，計(jì)算了散射目標(biāo)的RCS，定性的分析了等離子體參數(shù)影響RCS的情況。
　　 最后，把等離子體本構(gòu)方程與Maxwell方程組相結(jié)合，推導(dǎo)了截?cái)嗌⒔橘|(zhì)即磁化等離子體的修正型吸收邊界(M