電磁散射分析中的譜元拋物線方程方法.pdf

1、電磁場數(shù)值計算方法在電磁仿真領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，例如頻域有限差分法（FDFD）、矩量法（MOM）和有限元法（FEM）等。這些方法在分析電大尺寸目標(biāo)的電磁散射問題時，雖然計算精度高，但存在著消耗內(nèi)存多、對計算機配置要求高等缺點。物理光學(xué)等高頻方法可快速求解且消耗計算機資源少，但其計算精度卻不理想。拋物線方程（Parabolic Equation，PE）是由波動方程近似而來，它可以將三維問題降為一系列的二維問題，沿拋物線軸向方向進(jìn)行迭代求

2、解，在降低了求解難度和計算內(nèi)存的同時，仍能保證較高的計算精度。
　　本文對電磁散射分析中的譜元拋物線方程方法進(jìn)行了研究，主要有以下幾方面的內(nèi)容：
　　首先，詳細(xì)介紹了拋物線方程方法的基本理論，以及三維矢量拋物線方程方法分析電磁散射問題的基本原理和實施過程。
　　其次，分析研究了標(biāo)量的譜元拋物線方程方法在電磁散射中的應(yīng)用。有限差分的拋物線方程方法采用規(guī)則網(wǎng)格來離散散射目標(biāo)，足夠細(xì)密的剖分網(wǎng)格才能模擬散射體外型，而譜元拋物

3、線方程方法采用非規(guī)則網(wǎng)格建模的方法能更好模擬散射體外型，提高計算精度。通過雙線性插值的方法獲得每個步進(jìn)面上任意點處的場量。在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)推導(dǎo)了譜元拋物線方程的表達(dá)式，通過數(shù)值算例驗證了其正確性。
　　最后，研究了矢量的譜元拋物線方程方法在電磁散射中的應(yīng)用。我們詳細(xì)推導(dǎo)了矢量拋物線方程對應(yīng)的譜元法表達(dá)式，詳細(xì)描述了矢量邊界條件的處理以及求解過程，并通過數(shù)值算例進(jìn)行了驗證。在網(wǎng)格剖分較粗時，譜元拋物線方程方法比有限差分的拋物線方程方