目標(biāo)與粗糙面電磁散射的高低頻方法分析.pdf

1、粗糙面與目標(biāo)的電磁復(fù)合散射在地下目標(biāo)勘探、目標(biāo)識(shí)別、雷達(dá)制導(dǎo)等諸多領(lǐng)域都有著十分廣泛的應(yīng)用前景和重要的研究?jī)r(jià)值。為了滿足現(xiàn)代工程應(yīng)用對(duì)求解速度和求解精度的雙重要求,本文主要采用了高低頻混合方法對(duì)粗糙面與目標(biāo)的復(fù)合散射進(jìn)行了相關(guān)分析。
　　 用純數(shù)值方法求解粗糙面與目標(biāo)的復(fù)合散射模型時(shí),其未知量不僅和目標(biāo)有關(guān)還與粗糙面有關(guān)。實(shí)際中由于粗糙面的截?cái)嚅L(zhǎng)度比較大,會(huì)帶來(lái)巨大的計(jì)算量。用高低頻混合方法求解該類(lèi)問(wèn)題的優(yōu)勢(shì)在于,粗糙面部分可以

2、用高頻近似方法求解,粗糙面以外的目標(biāo)區(qū)使用精確方法求解,最終實(shí)現(xiàn)節(jié)約計(jì)算機(jī)內(nèi)存和計(jì)算時(shí)間。
　　 首先針對(duì)隨機(jī)粗糙面與目標(biāo)的電磁復(fù)合散射問(wèn)題,本文采用矩量法(MoM)結(jié)合物理光學(xué)法(PO)來(lái)分析。在MMPO方法,對(duì)于相對(duì)比較平緩精度要求不高的粗糙面電流采用物理光學(xué)法近似得到;上方精度要求較高的目標(biāo)區(qū)通過(guò)MoM求解。對(duì)于二維隨機(jī)粗糙面與目標(biāo)的電磁復(fù)合散射問(wèn)題,本文又進(jìn)一步完善了混合方法:由于粗糙面與目標(biāo)之間具有一定的高度,故粗糙面

3、與目標(biāo)之間的互作用可以近似看作遠(yuǎn)場(chǎng)之間的作用,即二者之間的耦合矩陣具有低秩的特性,對(duì)該耦合矩陣本文采用自適應(yīng)交叉近似算法(ACA)來(lái)降低內(nèi)存和計(jì)算時(shí)間,最后給出的數(shù)值算例表明采用ACA之后其效果是顯著的。
　　 其次,對(duì)于二維隨機(jī)粗糙面與目標(biāo)的復(fù)合散射問(wèn)題,本文還采用了另一種計(jì)算方法。首先采用KA近似推導(dǎo)出粗糙面背景下的格林函數(shù),然后基于該格林函數(shù)采用MoM求解粗糙面上方目標(biāo)的電磁散射,這樣未知量就取決于目標(biāo),大大降低了對(duì)計(jì)算時(shí)