基于時(shí)域積分方程的金屬目標(biāo)時(shí)域電磁散射數(shù)值分析.pdf

1、從六十年代后期開始，對(duì)于與電磁脈沖有關(guān)的時(shí)域電磁場(chǎng)的研究引起了人們極大的重視和興趣，時(shí)域電磁場(chǎng)的相關(guān)研究迅速發(fā)展。近年來，更是由于對(duì)模擬超寬帶信號(hào)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(shí)域問題的有效算法。時(shí)域積分方程方法應(yīng)運(yùn)而生。目前時(shí)域積分方程方法的研究熱點(diǎn)集中在穩(wěn)定精確求解和求解電大尺寸目標(biāo)的散射輻射等相關(guān)問題。本文主要從穩(wěn)定精確求解時(shí)域積分方程著手進(jìn)行研究和探索。 本文首先從時(shí)變場(chǎng)的麥克斯

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

3、顯式、隱式時(shí)間步進(jìn)算法和各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用情形以及矩陣方程求解方法等。 時(shí)間步進(jìn)算法出現(xiàn)后期時(shí)間不穩(wěn)定性的主要原因之一是由于在離散時(shí)域積分方程時(shí)采用了不精確的數(shù)值計(jì)算方法和不恰當(dāng)?shù)慕馕鼋疲虼司_計(jì)算時(shí)域積分方程的時(shí)域阻抗矩陣元素可以大幅度改善用時(shí)間步進(jìn)算法求解時(shí)域積分方程的精度和后時(shí)不穩(wěn)定性。本文首先提出了一種Duffy坐標(biāo)變換法處理奇異性積分和自適應(yīng)積分處理非奇異性積分相結(jié)合的方法；其次闡述一種使用時(shí)域積分方程的推遲位解析