【摘 要】
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矩量法(Method of Moments,MoM)以其较高的计算精度而被广泛应用于粗糙面电磁散射的研究中。然而,MoM每次只能计算单一频率入射下的电磁散射,当计算宽带电磁散射时,MoM则需要在计算频带内的每个离散频点重复计算。本文在MoM的基础上引入梅利近似(Maehly)获得了粗糙面宽带电磁散射的有理拟合函数。但是,在Maehly近似中,传统三角面元的离散方式,使得粗糙面离散的未知量个数较多,
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矩量法(Method of Moments,MoM)以其较高的计算精度而被广泛应用于粗糙面电磁散射的研究中。然而,MoM每次只能计算单一频率入射下的电磁散射,当计算宽带电磁散射时,MoM则需要在计算频带内的每个离散频点重复计算。本文在MoM的基础上引入梅利近似(Maehly)获得了粗糙面宽带电磁散射的有理拟合函数。但是,在Maehly近似中,传统三角面元的离散方式,使得粗糙面离散的未知量个数较多,占用计算机内存较大,计算时间较长。本文将非均匀有理B样条(Non_Uniform Rational B-Spline,NURBS)曲面建模技术应用到粗糙面的离散中,大大的减少了未知量的个数。并将NURBS曲面建模技术与Maehly近似结合,获得粗糙面宽带电磁散射的有理拟合函数。进一步地提高了计算速度。主要工作内容如下:1、采用传统的三角面元离散方式研究了三维理想导体粗糙面的电磁散射,首先利用蒙特卡罗方法建立了三维粗糙面模型,然后采用三角面元离散方式获得了三维粗糙面的电磁模型,并选取了RWG(Rao-Wilton-Glisson)矢量基函数作为基函数,最后详细地阐述了矩阵方程的推导过程。2、采用了两种类型的入射波作为激励波照射粗糙面,同时讨论了不同入射波照射下粗糙面的电磁散射特性。并介绍了逆合成孔径雷达成像(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)的成像原理,利用FEKO计算了粗糙面的雷达散射截面,给出了粗糙面的二维ISAR图像,说明了平面波作为激励波照射粗糙面时仿真结果是不理想的3、因MoM计算粗糙面宽带电磁散射时,一次只能计算单一频率入射下的电磁散射,存在每个频点重复计算的耗时性,引入了Maehly近似,获得了粗糙面宽带电磁散射的有理拟合函数,并与MoM方法每个频点重复计算的结果进行了对比,说明了其有效性。4、针对Maehly近似中传统三角面元离散时较多未知量的缺点,将NURBS曲面建模方法应用到粗糙面的电磁建模中。介绍了NURBS曲面、屋顶基函数和刀刃型权函数的基本知识,并应用于电场积分方程的离散处理中,最后将NURBS曲面建模与Maehly近似结合分析了粗糙面的宽带电磁散射特性。
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