金屬介質(zhì)混合目標(biāo)電磁散射特性的表面積分方程分析.pdf

1、學(xué)習(xí)和研究現(xiàn)代電磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算理論和算法的目的是用其解決各種實(shí)際的復(fù)雜電磁場(chǎng)問(wèn)題。在雷達(dá)目標(biāo)隱身和反隱身技術(shù)研究，雷達(dá)目標(biāo)特性識(shí)別，復(fù)雜天線(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，現(xiàn)代電子系統(tǒng)電磁兼容性分析等領(lǐng)域，經(jīng)常需要對(duì)一些具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和復(fù)雜媒質(zhì)組成的三維電大尺寸目標(biāo)作電磁建模。本文就是圍繞這些為背景展開(kāi)，研究金屬介質(zhì)混合結(jié)構(gòu)目標(biāo)的電磁散射特性。
　　 本文選擇表面積分方程理論作為理論基礎(chǔ)，以矩量法(MoM)作為數(shù)值求解方法，并使用多層快速多極子(MLFM

2、A)來(lái)加速求解過(guò)程和降低存儲(chǔ)要求，使復(fù)雜電大尺寸目標(biāo)的電磁散射特性分析成為可能。然而這些方法都是建立在均勻空間模型的基礎(chǔ)上，沒(méi)有考慮周?chē)h(huán)境因素的影響，所以在考慮目標(biāo)體處于半空間環(huán)境中更有實(shí)際意義。本文的研究工作正是基于上述的工程應(yīng)用背景下展開(kāi)的，將目前較為成熟的均勻空間電磁場(chǎng)求解的各種算法擴(kuò)展到半空間環(huán)境中，考慮了各種環(huán)境因素對(duì)目標(biāo)散射特性的影響，使目標(biāo)與環(huán)境一體化高效建模成為可能。
　　 本文首先從電磁場(chǎng)的基本理論出發(fā)，基于

3、等效原理和邊界條件建立了用于分析金屬、介質(zhì)及金屬與介質(zhì)混合結(jié)構(gòu)的表面積分方程(PMCHW)。其次，本文對(duì)傳統(tǒng)積分方程(PMCHW)進(jìn)行了改進(jìn)，深入研究了一種新型的積分方程(JMCFIE)，得到了具有良好性態(tài)的阻抗矩陣，從而加速了對(duì)半空間三維復(fù)雜目標(biāo)電磁散射特性數(shù)值計(jì)算的速度，一系列算例證明了此方法的可靠性。在此基礎(chǔ)上，本文還對(duì)手征媒質(zhì)涂敷導(dǎo)電目標(biāo)的電磁散射特性進(jìn)行了研究，一些數(shù)值計(jì)算結(jié)果的給出，驗(yàn)證了此方法的正確性與有效性，使其具有一定