二維目標電磁散射特性時域有限元方法分析.pdf

1、本文將總場一散射場劃分技術(shù)中的體激勵法(VETSFD)應(yīng)用到時域有限元方法(TDEEM)中，分析了二維目標的電磁散射特性。首先介紹了求解邊值問題的TDFEM基本原理及其求解電磁問題的基本步驟。在電磁散射分析中，采用連接邊界(CB)將整個計算區(qū)域劃分為總場區(qū)和散射場區(qū)，并在總場區(qū)強加入射平面波，既可以減小入射波產(chǎn)生的誤差，又可以同時得到總場和散射場的場值。采用Mur吸收邊界條件(ABC)對整個計算區(qū)域進行截斷。為了驗證算法的有效性，首先對

2、無目標時的計算區(qū)域進行分析，發(fā)現(xiàn)入射波泄露到散射場區(qū)的值只有-110dB，相對于惠更斯面元激勵法-20dB的入射波泄露，VETSFD-TDFEM計算精度大為提高。進一步，利用等效原理，由輸出邊界(OB)上的電磁場各切向場分量外推得到遠區(qū)場，從而求出了二維(2-D)目標的雷達散射截面(RCS)。
　　 本文在TE波激勵下計算了金屬目標、介質(zhì)目標、介質(zhì)涂覆目標和機翼模型等典型目標的雙站雷達散射截面。并將所得數(shù)據(jù)結(jié)果與時域有限差分方法

3、(FDTD)計算結(jié)果以及參考文獻數(shù)據(jù)進行對比，數(shù)據(jù)曲線吻合很好，從而驗證了該算法的有效性和精確性。在此基礎(chǔ)上，分析了VETSFD-TDFEM算法的計算時間、內(nèi)存消耗、算法穩(wěn)定性以及計算精度等要素，為將時域有限元方法從二維模擬推廣到三維分析奠定了基礎(chǔ)。
　　 最后，應(yīng)用VETSFD-TDFEM對一種特殊光子晶體一藍蝴蝶翅膀有限周期性微結(jié)構(gòu)的電磁散射特性進行了研究，主要對Morpho蝴蝶微結(jié)構(gòu)所具有的光學(xué)散射帶阻和角偏特性進行了深入