分層介質(zhì)格林函數(shù)的快速計(jì)算和目標(biāo)電磁散射特性研究.pdf

1、分類號(hào)密級(jí)UDC學(xué)位論文分層介質(zhì)格林函數(shù)的快速計(jì)算和目標(biāo)電磁散射特性研究(題名和副題名)陳聰(作者姓名)指導(dǎo)教師姓名聶在平教授博導(dǎo)電子科技大學(xué)成都(職務(wù)、職稱、學(xué)位、單位名稱及地址)申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士專業(yè)名稱電磁場(chǎng)與微波技術(shù)論文提交日期2011.04論文答辯日期2011.05學(xué)位授予單位和日期電子科技大學(xué)答辯委員會(huì)主席評(píng)閱人年月日注1注明《國(guó)際十進(jìn)分類法UDC》的類號(hào)摘要摘要諸如地球物理勘測(cè)、雷達(dá)遙感、波的傳播以及微帶電路和天線的仿真設(shè)計(jì)

2、等實(shí)際工程應(yīng)用中，急需深入開展平面分層介質(zhì)中目標(biāo)電磁散射與輻射數(shù)值分析方法的研究。并矢格林函數(shù)(DGF’s)是一個(gè)聯(lián)系矢量場(chǎng)與矢量源的并矢，對(duì)于一套給定的源，倘若背景環(huán)境的格林函數(shù)可求，那么根據(jù)迭加原理可以很方便地得到空間的場(chǎng)分布，許多學(xué)者推導(dǎo)了各向同性和各向異性介質(zhì)中的并矢格林函數(shù)。本文首先基于傳輸線網(wǎng)絡(luò)等效方法詳細(xì)推導(dǎo)了平面分層的單軸各向異性介質(zhì)中場(chǎng)型和位型并矢格林函數(shù)的表達(dá)式，并在此框架下建立了分層介質(zhì)中任意形狀的金屬目標(biāo)和介質(zhì)目

3、標(biāo)的混合位積分方程(MPIE)。其次，本文闡明了矩陣束方法(MPM)的兩個(gè)特點(diǎn)并且引入了一種新的直接離散復(fù)鏡像方法(EDCIM)。該方法通過(guò)對(duì)采樣路徑進(jìn)行優(yōu)化，不僅解決了遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的精度問(wèn)題，而且避免了提取表面波項(xiàng)和準(zhǔn)靜態(tài)項(xiàng)的繁瑣過(guò)程，與傳統(tǒng)的DCIM相比，新的采樣路徑包含更多關(guān)于奇點(diǎn)的信息和被積函數(shù)變化趨勢(shì)的信息?？焖偃Ｊ椒?FAM)能夠有效地定位整個(gè)復(fù)平面上的所有模式，再結(jié)合數(shù)值的最陡下降路徑(NMSP)方法可以高效地計(jì)算微帶結(jié)構(gòu)中的

4、電磁場(chǎng)。再者，本文引入了二維DCIM，將Sommerfeld積分的被積函數(shù)作為波數(shù)zmk和源坐標(biāo)z?(或場(chǎng)坐標(biāo)z)的二維函數(shù)來(lái)處理，利用二維矩陣束方法求解了獨(dú)立于所有空間坐標(biāo)的復(fù)鏡像系數(shù)。對(duì)于地表上方的目標(biāo)和埋地目標(biāo)，開發(fā)相應(yīng)的快速算法一直是研究者關(guān)心的課題，多層快速多極子方法(MLFMM)利用加法定理對(duì)自由空間的格林函數(shù)在角譜空間中展開，能夠?qū)⒂?jì)算復(fù)雜度和存儲(chǔ)復(fù)雜度均降低至(log)ONN，本文通過(guò)對(duì)附近組之間的格林函數(shù)采用DCIM來(lái)

5、嚴(yán)格計(jì)算，而對(duì)非附近組之間的格林函數(shù)采用近似方法來(lái)計(jì)算，將MLFMM推廣到半空間問(wèn)題。最后，本文介紹了波導(dǎo)格林函數(shù)的加速求解算法，選用新的復(fù)鏡像形式，采樣路徑是沿復(fù)k?平面的實(shí)軸，省去了變量代換的麻煩。另外，本文基于局部搜索算法(LocalSearchingAlgithm)，對(duì)水平的多層土壤結(jié)構(gòu)建立了相應(yīng)的視電阻率模型，通過(guò)對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化從而反演出地層的參數(shù)。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：并矢格林函數(shù)，平面分層，矩陣束方法，數(shù)值的最陡下降路徑方法