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高频算法在电磁散射计算中的应用

作　者: 徐翠
导　师: 陈如山
学　校: 南京理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 雷达散射截面积弹跳射线法各向异性介质改进表面法向量改进的物理光学驻相法
分类号: TN011
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 63次
引　用: 1次
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内容摘要

实现复杂电大尺寸目标电磁散射的快速高效求解对于雷达目标识别具有十分重要的意义。高频算法基于快速高效求解在实际中有广泛的应用,本文讨论了高频算法在复杂目标电磁散射计算中的应用。首先是将物理光学法应用于电大尺寸目标的电磁散射计算,同时对物理光学方法进行了改进。传统的物理光学方法在计算目标体的电磁散射特性存在着一定的误差,特别是目标体电尺寸较小情况下误差较大。与传统方法相比,改进的物理光学方法的优越性在于其不引入棱边绕射,而是通过将表面法向量分解为入射与反射两个分量从而改变表面等效电磁流,提高计算精度。本文采用了改进的物理光学方法计算若干目标体的雷达散射截面(RCS),验证了该方法的正确性。计算结果表明,改进的物理光学方法计算精度达到了几何绕射的计算精度。其次是利用弹跳射线法计算了各向异性介质目标体的电磁散射特性。通过分析分层均匀各向异性介质中的平面波的解,确定了介质内部的本征波矢量的两个独立分量,克服了通常情况下确定波矢量的困难,求解耦合矩阵的本征值和本征矢量给出了半空间各向异性介质反射和透射系数的解析解。利用广义的传播矩阵求得了各向异性介质的解析表达式,得到了通常意义下的各向异性分层介质的反射系数以及金属表面各向异性涂层的反射系数。将上述结果结合弹跳射线法可以得到目标体涂敷各向异性材料的RCS。结果表明,各向异性涂敷材料可以显著降低目标体RCS。最后讨论了曲面四边形上物理光学积分的驻相法求解,给出了曲面四边形上理想导体目标驻相公式；给出计算实例,得出了驻相法在速度上有优势的结论。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
1 绪论  7-11
  1.1 研究工作的背景及意义  7
  1.2 高频方法简介  7-9
  1.3 各向异性介质的特点  9-10
  1.4 本文安排及主要工作  10-11
2 物理光学法及其改进  11-34
  2.1 PO的基本原理  11-15
  2.2 GTD的基本原理  15-17
  2.3 改进PO的基本原理  17-27
    2.3.1 PO的边缘绕射误差及其绕射系数  18-20
    2.3.2 改进PO的法向量  20-27
  2.4 改进PO的绕射系数  27-29
  2.5 三维散射目标改进法向量  29
  2.6 数值结果与分析  29-33
  2.7 本章小结  33-34
3 弹跳射线法  34-43
  3.1 引言  34-35
  3.2 SBR中的几何光学  35-36
    3.2.1 射线追踪  35
    3.2.2 场强追踪  35-36
  3.3 SBR中的物理光学  36-40
  3.4 数值结果与分析  40-42
  3.5 本章小结  42-43
4 各向异性介质  43-57
  4.1 各向异性介质的本征波  43-46
  4.2 半空间的广义反射系数和透射系数  46-49
    4.2.1 状态方程及其解  46-49
    4.2.2 半空间的反射系数和透射系数  49
  4.3 分层各向异性介质的反射透射系数  49-51
  4.4 金属表面各向异性涂层的反射  51-52
  4.5 数值结果与分析  52-56
  4.6 本章小结  56-57
5 曲面积分  57-67
  5.1 驻相法  57
  5.2 驻相点对PO积分的贡献  57-64
    5.2.1 驻相点贡献(第一类关键点)  58-59
    5.2.2 边界驻相点对积分的贡献(第二类关键点)  59-60
    5.2.3 角点的贡献(第三类关键点)  60-61
    5.2.4 驻相点的搜索  61-64
  5.3 抛物面天线  64-66
  5.4 本章小结  66-67
6 总结与展望  67-68
  6.1 总结  67
  6.2 展望  67-68
致谢  68-69
参考文献  69-71

高频算法在电磁散射计算中的应用

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