基于FDTD和遺傳算法的電磁散射與逆散射研究.pdf

1、本文采用時(shí)域有限差分方法（FDTD）和遺傳算法（GA）分別研究了電磁散射的正問題和逆問題。
　　1966年Yee首先引進(jìn)了時(shí)域有限差分（FDTD）方法計(jì)算目標(biāo)的散射近場，近幾年FDTD得到廣泛的發(fā)展，是解決電磁問題的全波、動(dòng)態(tài)、有效的工具。同時(shí)也發(fā)展了許多擴(kuò)充、修正、優(yōu)化。Berenger提出的理想匹配層（PML）可以允許大頻帶寬的FDTD網(wǎng)格截?cái)?，為FDTD的發(fā)展提供了更為廣闊的應(yīng)用前景。
　　本文在正問題的研究中，用線性

2、濾波方法產(chǎn)生符合高斯譜分布的隨機(jī)粗糙面。并且基于二維空間中FDTD方法的基本原理，系統(tǒng)地分析了時(shí)諧場源激勵(lì)下一維粗糙面及其與二維目標(biāo)的復(fù)合散射特性，包括一維單層粗糙面的散射、一維分層粗糙面的散射、一維單層粗糙面與二維目標(biāo)以及一維分層粗糙面與二維目標(biāo)的復(fù)合散射問題；編程計(jì)算了上述模型在不同入射角度雙站散射情況下的雷達(dá)散射系數(shù)。研究過程中，引進(jìn)高斯窗函數(shù)對(duì)入射波進(jìn)行權(quán)重處理，減少粗糙面兩端的人為反射。粗糙面將計(jì)算區(qū)域分為兩個(gè)開放的半空間。最

3、終將 FDTD的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行 Monte Carlo平均，并與Lumerical FDTD Solutions商業(yè)軟件的結(jié)果進(jìn)行了比較，結(jié)果具有很好的一致性。
　　電磁逆散射（又稱為電磁反演或電磁成像）是對(duì)接收到的未知物體的散射信號(hào)進(jìn)行分析處理從而重建未知物體的幾何形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在軍事、國民經(jīng)濟(jì)等方面得到了廣泛的應(yīng)用。
　　遺傳算法是模擬生物進(jìn)化的方式的優(yōu)化方法，它具有較好的全局搜索性能；本文在逆問題的研究中，首先通過 F