一種電子裝備表面粗糙度的重構(gòu)方法研究.pdf

1、隨著電子裝備向高頻段、高增益、高密度、小型化方向發(fā)展，結(jié)構(gòu)因素對其電性能的影響也愈發(fā)凸顯，其中表面粗糙度因其存在的普遍性、分布的隨機(jī)性及其對電性能影響機(jī)理的復(fù)雜性而備受關(guān)注。本學(xué)位論文在國家自然科學(xué)基金項目的支持下，以電子裝備腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)壁表面粗糙度為具體研究對象，針對表面粗糙度的重構(gòu)問題，進(jìn)行了深入的研究與探索，主要研究內(nèi)容包括以下三部分：一是應(yīng)用三種典型函數(shù)對一維表面粗糙度進(jìn)行了建模；二是基于電磁散射理論對一維表面粗糙度形貌進(jìn)行了重構(gòu)

2、；三是進(jìn)行了二維表面粗糙度形貌的重構(gòu)。
　　1、表面粗糙度的建模
　　分別建立了周期函數(shù)、隨機(jī)函數(shù)和分形函數(shù)表面粗糙度模型。采用蒙特卡洛法建立表面粗糙度一維高斯隨機(jī)粗糙度模型，驗證了均方根高度、相關(guān)長度對粗糙表面形貌的影響關(guān)系；建立了周期函數(shù)粗糙度模型，簡單討論了其相關(guān)參數(shù)對粗糙表面形貌的影響關(guān)系；建立了一維 W-M分形函數(shù)粗糙度模型，對其具有的自仿射性、自相似性等性質(zhì)進(jìn)行了驗證，并討論了分形函數(shù)的主要參數(shù)對粗糙表面形貌的影

3、響。
　　2、一維表面粗糙度形貌的重構(gòu)
　　采用矩量法對一維粗糙表面形貌的電場積分方程進(jìn)行離散，將復(fù)雜的積分方程的求解轉(zhuǎn)換成簡單的線性方程組求解，從而得到散射數(shù)據(jù)；分別仿真驗證了一維粗糙表面形貌的源項與入射角度、譜振幅與表面起伏高度之間的關(guān)系，驗證了源項與入射場、譜振幅與散射場之間的等價關(guān)系；采用微擾法-矩量法混合算法對三種一維小尺度下的粗糙表面形貌進(jìn)行了重構(gòu)，包括周期函數(shù)、高斯函數(shù)和分形函數(shù)。
　　由于分形函數(shù)具有處

4、處連續(xù)且處處不可導(dǎo)的特性，使用現(xiàn)有理論出現(xiàn)了散射數(shù)據(jù)無法準(zhǔn)確計算，重構(gòu)過程無法進(jìn)行的問題。本文通過引入分形幾何領(lǐng)域內(nèi)的分?jǐn)?shù)階微積分理論，解決了分形函數(shù)整數(shù)階不可導(dǎo)問題，實現(xiàn)了分形粗糙表面形貌的準(zhǔn)確重構(gòu)。
　　3、二維粗糙表面形貌的重構(gòu)。
　　針對二維高斯隨機(jī)粗糙表面，采用蒙特卡洛法建立了二維高斯隨機(jī)粗糙度模型，分析討論了其均方根高度與相關(guān)長度對粗糙表面形貌的影響關(guān)系；采用離散化思想將二維高斯隨機(jī)粗糙表面離散成大量可近似為一維