探地雷達地下目標體散射問題的仿真研究.pdf

1、研究探地雷達地下目標物體散射問題的建模和仿真，對于促進探地雷達在探測目標物體方面逐漸達到成熟和系統(tǒng)化，對于探地雷達的推廣應用十分重要的。同時，在不同天線、不同地下背景媒質和不同地下目標體情況下對探地雷達的散射問題進行建模和數(shù)值仿真分析亦具有重要的理論意義。其研究的成果對探地雷達的最后的成像分析和天線選擇與設計，對于實現(xiàn)瞬態(tài)脈沖探測技術由定性對比分析到直接定量描繪具有重要的指導作用。 探地雷達的地下散射問題的建模和仿真是一個復雜的

2、電磁場計算問題?？紤]到探地雷達以瞬態(tài)脈沖波發(fā)射和吸收，采用時域有限差分方法進行數(shù)值仿真研究最為合適。再考慮到時域有限差分法和時域矩量法在解決復雜散射問題和天線輻射問題中的各自長處，形成這兩種方法相結合的混合方法也應是求解探地雷達地下散射問題可選方法之一。 論文對探地雷達的地下散射情況的數(shù)值仿真計算進行了研究，主要作了以下幾個方面的工作： 1.學習和研究了時域有限差分法基本原理和相關技術；深入研究了Mur二階、Beren

3、ger完全匹配層和Gedney完全匹配層這三種吸收邊界條件；對介質界面電磁參數(shù)的選取進行了學習和研究。 2. 進行時域有限差分算法的程序設計工作，應用于電偶極子仿真模型來進行程序驗證。學習和研究時域有限差分法的細線算法，并利用其算法來建立對稱振子細線天線激勵源的數(shù)值仿真模型，并進行實例仿真。 3. 將對稱振子細線天線作為探地雷達的發(fā)射和接收天線，利用FDTD對探地雷達在不同對稱振子天線、不同地下背景媒質和不同地下散射目

4、標物體的三種情況下的地下散射問題進行建模和仿真，并對這三種情況進行分析和研究。 4. 利用時域有限差分方法和探地雷達測量方法中的剖面法，建模和仿真地下有幾個不同目標物體的剖面電平圖，對其電平圖進行分析和研究。 5. 學習和研究時域矩量法，并利用其方法來建立對稱振子細線天線激勵源的數(shù)值仿真模型，并進行實例仿真來驗證其正確性。學習和研究時域有限差分法和時域矩量法方法相結合的混合方法。用該混合方法來進行實例仿真，并通過定性