三維散射的FDTD模擬及平面入射波補(bǔ)償若干問題的研究.pdf

1、本文主要實(shí)現(xiàn)了FDTD對(duì)散射問題的模擬，對(duì)TF／SF引入平面波源方法提出三維時(shí)域群速補(bǔ)償法，對(duì)三波法中的誤差進(jìn)行了完整討論并給出修正方法。 本文總結(jié)了使用FDTD法對(duì)散射問題的模擬理論和步驟。從易到難地實(shí)現(xiàn)了二維自由空間目標(biāo)散射特性模擬，二維平地面附近目標(biāo)散射特性模擬和三維平地面附近目標(biāo)散射特性模擬。全面的描述了FDTD在散射問題模擬過程中可能遇到的問題和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，并且給出了一些散射問題的近場(chǎng)可視化結(jié)果和遠(yuǎn)場(chǎng)RCS結(jié)果。主要貢獻(xiàn)

2、在于把引入平地面的三波法推廣到三維情況，給出了三維三波法的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。 TF／SF法是FDTD數(shù)值算法中引入平面波源的有效方法之一，本文對(duì)TF／SF法中的一維輔助波源法進(jìn)行改進(jìn)。創(chuàng)新的推導(dǎo)出三維FDTD網(wǎng)格內(nèi)的電磁波傳播群速和相速的近似解析解，為預(yù)測(cè)離散網(wǎng)格內(nèi)電磁波傳播提供理論基礎(chǔ)。以此為依據(jù)，提出對(duì)一維輔助波源的時(shí)域群速補(bǔ)償法。經(jīng)過實(shí)際三維FDTD問題的數(shù)值模擬證實(shí)了本文方法確實(shí)在保持一維輔助波源法高效簡(jiǎn)潔的同時(shí)，進(jìn)一步減少了泄

3、露誤差，給FDTD計(jì)算散射問題提供了有力的工具。 三波法是在FDTD中引入地面的時(shí)域方法，是把TF／SF方法引向有地面情況的方法。本文對(duì)三波法中存在的誤差進(jìn)行了完整討論，首先在實(shí)現(xiàn)手段上給出三波同步的最優(yōu)方案。然后根據(jù)離散空間算子理論，本文推導(dǎo)出離散空間的反射系數(shù)和折射系數(shù)。以此為依據(jù)，提出一種對(duì)時(shí)域三波法的修正方法，為三波之間的精確關(guān)系和真正同步作出貢獻(xiàn)。根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，本文提出的修正方法大幅減少了三波法的誤差，提高了三波法