三维目标电磁散射宽角抛物线方程的双站RCS分析

作     者：胡丛海 

作者单位：南京理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：叶晓东;陈如山

授予年度：2014年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

主      题：抛物线方程方法 电磁散射 宽角度抛物线方程方法 有限差分 无网格方法 

摘      要：近年来,伴随着计算机与电子通讯技术的迅猛发展,电磁仿真领域取得了巨大的进步。其研究领域已经涉及到军用和民用的诸多方面。传统的电磁数值方法如有限元法(FEM)、频域有限差分(FDFD)(?)口矩量法(MOM)在计算电大目标电磁散射时,虽然有很好的计算精度,但是对计算机的配置要求很高。高频方法在求解电大物体的散射时,对计算机配置要求较低,但是计算结果误差较大。抛物线方程(PE)是波动方程的近似形式,它将三维问题转换为一系列的二维问题,一个面一个面的进行求解,能够保证一定计算精度的同时,大大节省计算资源。 本文主要对宽角度的三维抛物线方程方法进行了深入的研究和拓展应用,主要做了以下几个方面的研究： 首先介绍了三维标量抛物线方程方法的基本原理、三维矢量抛物线方程方法的基本原理以及三维宽角度抛物线方程方法的基本原理。 其次对三维宽角度标量抛物线方程方法进行了研究,我们在x,y,z方向分别采用了有限差分方法进行离散求解。在此基础上,推导了三维宽角度标量抛物线方程的差分格式,并通过金属散射的算例,验证了其有效性。 在本文的最后,我们针对宽角度抛物线方程引入了无网格方法,对轴向方向采用有限差分方法进行离散,而垂直于轴向方向的一系列切平面采用无网格的方法进行离散求解。与传统的有限差分方法相比,无网格的引入便于精确模拟复杂结构。 抛物线方程的轴向方向即为待求的散射方向,本文对轴向方向采用有限差分进行离散,而垂直于轴向方向的一系列切平面采用有限差分或者无网格方法进行离散求解。针对电大尺寸的复杂目标,其消耗的内存较小,且能高效的得出较准确的结果。