传输线矩阵方法在电磁散射中的应用

• 作 者: 熊波涛
• 机 构: 东南大学
• 出 处: 东南大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 传输线 矩阵方法 对称凝结点模型 电磁散射 分形布朗曲面 海浪谱模型

随着高性能计算技术的发展，以电磁场理论为基础、计算机技术为手段，运用各种数学方法，诞生了一门解决复杂电磁场理论和工程问题的应用科学——计算电磁学。目前计算电磁学已成为研究复杂体系的电磁规律和性质的重要手段，为电磁场理论研究开辟了新的途径，极大地推动了电磁场工程的发展。　　
本文的研究内容主要分为两个部分:一是电磁场时域方法及其在散射问题中的应用;二是虚拟地形和海面的建模技术及其在复杂电磁环境中的应用。　　
传输线矩阵方法是一种重要的时域计算方法，不仅具有时域算法的共同优点（适合超宽带的计算），而且相对于其它时域算法具有数值稳定、吸收边界条件设置简单、方便处理包含有源器件的平面传输结构等优点。本文在此方面的研究分为以下几个部分:　　
1.阐述了电磁场的等效电路模型进一步发展为对称凝结点模型。　　
2.利用时域差分方法推导出了传输线矩阵方法，证明了该方法具有二阶精度。　　
3.将传输线矩阵方法应用于电磁散射中，得到了良好的效果。　　
虚拟地形和海面的建模技术不仅在虚拟现实中具有重要应用，而且也是复杂电磁环境研究的关键组成部分，可以有效地分析物体在真实环境中的电磁特性。本文在此方面的研究分为以下几个部分:　　
1.利用分形布朗运动模型直接生成地形数据，并对实测的地形数据进行细化，获得了较好的局部细节。　　
2.利用海浪谱模型得到了低海情下的海面数据。　　
3.对前面建模产生的地形数据采用半边表数据结构进行三角网格剖分，最终应用于电磁散射的计算，获得了良好效果。