基于拋物線方程的電磁波傳播與散射計(jì)算方法研究.pdf

1、目前,電磁計(jì)算的數(shù)值方法如矩量法(MOM)、時(shí)域有限差分法(FDTD)可以很好地解決電小尺寸物體的散射,但在計(jì)算電大物體的散射時(shí),對(duì)計(jì)算機(jī)的計(jì)算資源要求較高;近似方法如幾何繞射或一致性幾何繞射等高頻方法則只能求解規(guī)則形狀的電大物體的散射。拋物線方程(PE:Parabolic Equation)算法則是聯(lián)系這些方法的一座橋梁:除軸向近似即假設(shè)場(chǎng)的能量沿軸向傳播外,無(wú)任何其它近似。一旦軸向方向確定后,在計(jì)算區(qū)域的頂端及底端引入適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件

2、，PE的解就可以通過垂直于軸向方向的平面遞推求解,這樣就可以把三維問題轉(zhuǎn)化為一系列的二維問題求解,大大地提高了計(jì)算速度。通過近-遠(yuǎn)場(chǎng)的轉(zhuǎn)化及旋轉(zhuǎn)PE的軸向方向即可以求得散射體的任意方向的雷達(dá)散射截面(RCS)。本論文對(duì)各種PE算法在電磁波的傳播及散射計(jì)算中的應(yīng)用進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究,具體開展以下諸方面的工作:
　　1.對(duì)PE算法的理論進(jìn)行了細(xì)致的推導(dǎo),引入了各種PE算法,通過計(jì)算實(shí)例分析了各種PE算法的適用范圍。
　　2.對(duì)

3、用于PE算法的兩種吸收邊界條件:基于復(fù)坐標(biāo)系的完全匹配層(PML)及非局部邊界條件(NLBC)進(jìn)行了深入的分析,通過計(jì)算實(shí)例證明了其與PE不同的算法結(jié)合不僅可以處理無(wú)界空間各個(gè)角度入射的電磁波的傳播問題,而且可以用于散射體的計(jì)算中,并進(jìn)一步比較了兩種吸收邊界條件各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　3.用PE算法結(jié)合兩種吸收邊界條件:NLBC與PML,計(jì)算了幾種典型散射體的RCS,通過計(jì)算結(jié)果與理論結(jié)果或其它方法的求解結(jié)果相比較,表明PE算法與NL