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基于FDTD的目标与粗糙面的散射计算研究

作　者: 付宇涛
导　师: 陈萍
学　校: 华中科技大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: FDTD 电磁散射粗糙面复杂目标网格剖分窗函数
分类号: TN011
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 27次
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内容摘要

随着环境遥感和雷达对地探测技术的不断发展,随机粗糙面和复杂目标的电磁散射研究逐渐受到重视。如何精确建立各种入射波条件下目标和粗糙面计算的电磁散射模型是该类问题研究的重要目标。由于近些年计算机运算能力的大幅提升,越来越多的学者投入到用数值方法计算粗糙面和目标的研究中。本文主要采用了FDTD数值方法分别分析了粗糙面和复杂目标的电磁散射特性。本文深入研究了粗糙面散射FDTD计算方法,在源的引入方面,本文实现了二维、三维情况下任意角度的入射波在全空间的引入,入射平面波源完整且无泄漏现象。重点研究了入射波引入的平面波加窗法,并做了进一步改进,提出了一种处理粗糙面散射问题的新的窗函数加载方式和新的入射波引入方法。这种新的入射波加载方法可以很好的保证在任意角度入射情况下,入射波都能很好的和粗糙面中心区域进行相互作用,大大减少了斜入射时直接泄露到侧边吸收边界的入射波分量。很好的解决了大角度斜入射情况下,粗糙面散射计算的运算量增加和计算精度下降问题。基于FDTD处理复杂目标的电磁散射问题的关键在于目标模型的精确网格化剖分和入射波的正确加载。本文提出了一种基于AUTOCAD实体工具的目标网格剖分方法。该方法充分的利用了现有三维绘图软件的实体剖分功能,大大减少了目标剖分时间,提高了整体目标电磁散射的计算效率。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 选题背景及其意义  8-9
  1.2 国内外研究概况和预测  9-10
  1.3 粗糙面问题FDTD 入射波引入主要方法  10-12
  1.4 本文主要研究内容及创新点  12-14
2 二维目标电磁散射FDTD 计算  14-27
  2.1 引言  14
  2.2 FDTD 基本迭代公式  14-17
  2.3 UPML 吸收边界  17-22
  2.4 空气中二维平面波的加入  22-24
  2.5 二维金属目标的近远场计算结果  24-26
  2.6 本章小结  26-27
3 二维粗糙面电磁散射FDTD 研究  27-47
  3.1 引言  27
  3.2 FUNG 平面波加窗法  27-31
  3.3 二维离散随机粗糙面的生成  31-35
  3.4 基于FUNG 方法的二维金属粗糙面近远场结果分析  35-39
  3.5 基于改进窗函数的入射波加入新方法  39-46
  3.6 本章小结  46-47
4 三维复杂目标电磁散射FDTD 研究  47-66
  4.1 引言  47
  4.2 基于AUTOCAD 实体工具的三维复杂目标的FDTD 剖分  47-54
  4.3 三维平面入射波的引入  54-56
  4.4 三维目标近场结果分析  56-59
  4.5 FDTD 三维近远场外推  59-64
  4.6 三维目标的远场结果分析  64-65
  4.7 本章小结  65-66
5 结论与展望  66-68
  5.1 全文总结  66-67
  5.2 可能存在的问题及改进措施  67-68
致谢  68-69
参考文献  69-72

基于FDTD的目标与粗糙面的散射计算研究

内容摘要

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