基于時域積分方程的金屬目標時域電磁散射數值分析.pdf

1、從六十年代后期開始，對于與電磁脈沖有關的時域電磁場的研究引起了人們極大的重視和興趣，時域電磁場的相關研究迅速發(fā)展。近年來，更是由于對模擬超寬帶信號和非線性系統(tǒng)的需求日益增加，急需尋求一種能夠快速、精確和穩(wěn)定的模擬和分析時域問題的有效算法。時域積分方程方法應運而生。目前時域積分方程方法的研究熱點集中在穩(wěn)定精確求解和求解電大尺寸目標的散射輻射等相關問題。本文主要從穩(wěn)定精確求解時域積分方程著手進行研究和探索。 本文首先從時變場的麥克斯

2、韋方程組出發(fā)，推導出時域電場積分方程(TDEFIE)、時域磁場積分方程(TDMFIE)以及時域混合場積分方程(TDCFIE)的相關方程式，并介紹了在求解時域積分方程中如何使用強有力的工具：矩量法(MoM)和時間步進算法(MOT)。另外，在基函數的選取上，一定程度左右著求解時域積分方程的精度和效率，本文詳細介紹了幾種常見、完備的時間、空間展開基函數，并就如何選取時間、空間展開基函數的依據和方法進行了分析和闡述；隨后介紹了兩種時間步進算法-

3、顯式、隱式時間步進算法和各自的優(yōu)缺點和適用情形以及矩陣方程求解方法等。 時間步進算法出現(xiàn)后期時間不穩(wěn)定性的主要原因之一是由于在離散時域積分方程時采用了不精確的數值計算方法和不恰當的解析近似，因此精確計算時域積分方程的時域阻抗矩陣元素可以大幅度改善用時間步進算法求解時域積分方程的精度和后時不穩(wěn)定性。本文首先提出了一種Duffy坐標變換法處理奇異性積分和自適應積分處理非奇異性積分相結合的方法；其次闡述一種使用時域積分方程的推遲位解析