旋轉(zhuǎn)對稱體時(shí)域電磁散射特性的分析.pdf

1、超寬帶天線、目標(biāo)識(shí)別以及合成孔徑雷達(dá)的發(fā)展急需一種能夠?qū)﹄姶蟪叽缒繕?biāo)的時(shí)域?qū)掝l帶電磁散射進(jìn)行求解的算法。利用軸對稱性可以將電大的旋轉(zhuǎn)對稱體電磁問題轉(zhuǎn)化為求解每個(gè)具有小規(guī)模矩陣方程的問題，即原問題的傅里葉模式，從而可以大大提高計(jì)算效率，并且減少內(nèi)存需求。本文在頻域旋轉(zhuǎn)對稱矩量法的基礎(chǔ)上，發(fā)展了時(shí)域積分方程方法分析旋轉(zhuǎn)對稱體時(shí)域電磁散射特性的數(shù)值方法。
　　 本文主要研究理想金屬旋轉(zhuǎn)對稱體在自由空間環(huán)境下的時(shí)域電磁特性問題。首先通過

2、麥克斯韋方程、輔助位函數(shù)、等效原理和邊界條件建立了電流的時(shí)域電場磁場積分方程。然后再利用旋轉(zhuǎn)對稱性，將等效電流空間部分展開為關(guān)于φ的傅立葉級數(shù)形式和關(guān)于t的分段函數(shù)形式。其次對時(shí)間變量使用加權(quán)拉蓋爾多項(xiàng)式作為時(shí)間基函數(shù)進(jìn)行函數(shù)展開。而對于時(shí)域入射場本文選用的是高斯平面波，高斯平面波具有有限的頻譜帶寬有利于數(shù)值計(jì)算的快速收斂。
　　 基函數(shù)和測試函數(shù)確定之后，將它們代入時(shí)域磁場電場積分方程中，然后對積分方程分別進(jìn)行空間測試和時(shí)間測

3、試。接著進(jìn)行離散化過程生成阻抗矩陣和激勵(lì)向量，最后形成了矩陣方程。求解過程中使用時(shí)域階數(shù)步進(jìn)法求得單個(gè)傅里葉模式各個(gè)階數(shù)的電流系數(shù)，然后將同一模式不同階數(shù)的結(jié)果累加的得到該模式的時(shí)域模式電流。運(yùn)用階數(shù)步進(jìn)法求得每個(gè)傅里葉模式的時(shí)域模式電流。因?yàn)楦鞲盗⑷~模式之間存在正交性，可以分別計(jì)算單個(gè)獨(dú)立模式下的時(shí)域模式電流，再對各個(gè)模式下的時(shí)域模式電流進(jìn)行線性疊加就可以得到最終的電流結(jié)果，這樣就大大減少了未知量個(gè)數(shù)和計(jì)算時(shí)間。
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