文档介绍：西安电子科技大学
博士学位论文
ADI-FDTD及其混合算法在电磁散射中的应用
姓名:汤炜
申请学位级别:博士
专业:无线电物理
指导教师:吴振森
20050101
摘要本论文的研究内容围绕时域有限差分方法的快速算法——时域交替隐条件进行了研究,并利用改进后的快速算法——“广义追赶法”对涉及的分块。!J紫榷訤椒ǖ睦罚肿春筒蛔憬辛瞬觯介绍了的基础知识及一些关键技术,对中空间网格和时问步长的选取进行了简单讨论,得出了空间和时间步长的选择依据,簿褪俏摹緘峒暗腃约束条件。4耸沟么矲诩扑愎讨行什桓撸攵哉飧鑫侍猓韭畚南统研究了狥椒ǎ樯芰薃—方法的基本方程和各维方程的时问无条件稳定性证明。由于瓼椒ǖ匠痰母丛有裕笰—应川到电磁散射领域存在较大困难。结合分裂场在完全匹配层械牡代方程,本文提出基于分裂场的瓼椒—梅椒ǖ奈毡界条件和连接边界条件得到很大简化。通过数值验证,显示了—在解决散射问题中体现准确性和高效性,三维电磁散射计算的时阳鼋鑫4矲~,计算效率得到很大提高。本文还提出了一些关于瓼幕旌纤惴ā<扑闵⒚街实腇椒中,辅助微分方程法具有物理意义明确,计算简单等优点,本文将它与—结合,并成功计算了色散媒质的电磁散射,同样证实了该方法的商效性。方法的改进方法中,时域多分辨小波方法具有空间采样灵活,计算效率高等优点,本文结合这一方法提出了狹椒ā=⒘艘訦小波为基底的狹匠蹋攵云渲械墓丶际跞缥毡呓缣跫土颖呓对角矩阵方程进行高效求解。环境对目标的相互影响研究具有重要意义。论文中计算了半空问问题,同时针对上壤悍降慕鹗衾嗄勘甏嬖谛实偷奈侍猓岢隽朔掷虢7椒ㄕ狻粕健法,”,减少计算时问提高计算效率,最后本文对自然条件下的随机【糙瓶进行了简,教帧关键词;电磁散射,数值方法,时域有限差分方法,时域交替隐式差分方法,域多分辨小波方法,辅助微分方程方法,分裂场,半空问散射
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日期掣日期旦￡二毕本人签名:穹蔓一本人签名:韬埠创新性声明关于论文使用授权的说明/本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担—切相关责任。本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。C艿穆畚拇娼饷后遵守此规定导师签名:同期
第一章前言§电磁散射问题的历史回顾自年麦克斯韦⒌绱懦』痉匠桃岳矗绱挪ɡ砺奂坝τ靡有一百多年的历史。目前电磁场的研究已深入到各个领域,应用十分广泛,例如无线电波传播,光纤通信和移动通信,雷达技术,微波,天线,电磁成像,综合孔径雷达,地下电磁探测,电磁兼容等等。电磁波在实际环境中的传播过程十分复杂,如各种目标的散射,复杂结构天线的辐射,波导和微带结构中的传播,实际城市环境,复杂地形及地海面都会对电磁波传播产生影响等等。电磁场理论研究在历史上受一定条件限制,例如数学发展程度,近似方法理论和计算机技术等,会对研究方式产生巨大的影响。本世纪年代以前,研究方法一般采用严格的解析方法,较为典型的是砺酆蚐积分理论。它虽然能够体现物理问题的核心思想,并能提供明确的物理意义,但可得到解析解的问题太少,实际应用中存在局限性较大的问题。年代到年代初,逐步开始研究各种近似解析方法。针对问题的解析解,通过数学上的某些近似,简化或转化求解问题,使得求解的范围有了一定的扩展。从年代迄今,关注的热点为数值方法。一方面出于求解问题的复杂化,很多问题无法用解析解或者近似解得到;见‘方面山扑慊际醯姆⒄梗沟美眉扑慊娲斯ね瓿煞彼龅母妓愠晌呵能。看派⑸淞煊蛑凶畹湫偷氖蔷亓糠年时域有限差分力法,年矩量法成熟以的巨著为标忠,年,木渎畚腘状翁岢隽死檬奔淇占涞某×康代完成电磁计算,成为的核心技术。电磁散射的研究具有重要的现实意义。现阶段战争中,预警追踪,目标反演和检测,隐身反隐身,制导技术,雷达技术等无不与电磁散射有关,因为只有分析计算目标的雷达散射界面才有可能完成上述工作。也即是说,目标散射特性研究是雷达技术等的基础和核心。摘要菊露缘绱派⑸涞睦泛拖纸锥纬S梅椒ㄗ髁嘶毓耍隽耸庇蛴邢薏罘址椒在散射分析中的发展历程及一些代表性文章。针对现阶段的进展和存在问题作了介绍,其中中的快速算法瓼钦庖徊糠纸樯艿闹氐悖倍园肫面背