旋轉對稱體時域電磁散射特性的分析.pdf

1、超寬帶天線、目標識別以及合成孔徑雷達的發(fā)展急需一種能夠對電大尺寸目標的時域寬頻帶電磁散射進行求解的算法。利用軸對稱性可以將電大的旋轉對稱體電磁問題轉化為求解每個具有小規(guī)模矩陣方程的問題，即原問題的傅里葉模式，從而可以大大提高計算效率，并且減少內存需求。本文在頻域旋轉對稱矩量法的基礎上，發(fā)展了時域積分方程方法分析旋轉對稱體時域電磁散射特性的數值方法。
　　 本文主要研究理想金屬旋轉對稱體在自由空間環(huán)境下的時域電磁特性問題。首先通過

2、麥克斯韋方程、輔助位函數、等效原理和邊界條件建立了電流的時域電場磁場積分方程。然后再利用旋轉對稱性，將等效電流空間部分展開為關于φ的傅立葉級數形式和關于t的分段函數形式。其次對時間變量使用加權拉蓋爾多項式作為時間基函數進行函數展開。而對于時域入射場本文選用的是高斯平面波，高斯平面波具有有限的頻譜帶寬有利于數值計算的快速收斂。
　　 基函數和測試函數確定之后，將它們代入時域磁場電場積分方程中，然后對積分方程分別進行空間測試和時間測

3、試。接著進行離散化過程生成阻抗矩陣和激勵向量，最后形成了矩陣方程。求解過程中使用時域階數步進法求得單個傅里葉模式各個階數的電流系數，然后將同一模式不同階數的結果累加的得到該模式的時域模式電流。運用階數步進法求得每個傅里葉模式的時域模式電流。因為各傅立葉模式之間存在正交性，可以分別計算單個獨立模式下的時域模式電流，再對各個模式下的時域模式電流進行線性疊加就可以得到最終的電流結果，這樣就大大減少了未知量個數和計算時間。
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