半空间电磁问题的积分方程方法研究进展

发布时间：2021-06-16 07:24

　　半空间电磁模型是从地、海目标电磁散射与辐射等实际问题中提炼出来的一个科学问题,这一问题是陆地、海洋的微波遥感遥控,地、海基目标的电磁隐身与反隐身设计,战场侦察,精确制导等具体工程应用的基础性关键问题.积分方程方法是解决半空间电磁问题的一种极其重要的方法,文中对其研究进展进行了综述,重点讨论半空间积分方程形式及其对应的半空间格林函数、Sommerfeld积分计算技术,以及半空间积分方程的快速算法三个方面的最新研究进展.最后,面向半空间电磁环境下的工程应用需求,对半空间电磁算法的发展方向进行了展望. 

【文章来源】：电波科学学报. 2020,35(02)北大核心CSCD

【文章页数】：13 页

【部分图文】：

阻抗边界半空间点源-场关系示意图

由于式(32)中I(R2,γ0,κ)的被积分函数中存在着一个指数衰减项,因此上述积分可以采用传统的数值积分算法进行计算. 对于这样一个无穷积分,可以采用积分区间(0,T)(T=ξ2π/(kR2))进行截断近似. 如图2所示,为采用不同ξ值和自适应无穷积分计算Sommerfeld积分与传统数值算法的计算结果. 从图中可以看出,当ξ=5时就已经有着非常好的数值精度. 相应的计算时间如表2所示,从中可以看出式(29)显著提高了Sommerfeld积分的计算效率.表2 采用不同方法计算Sommerfeld积分的计算时间(s)Tab.2 The CPU time of Sommerfeld integral calculation using different methods 方法 ξ=1 ξ=2 ξ=5 自适应 数值积分 时间/s 0.15 0.28 0.42 0.56 63.10

式中:kp为第p个平面波展开的波数;如图3所示,rc与r′c分别为场盒子、源盒子的中心. 从式(34)可以看出,通过多极子展开,对于一对场-源盒子中的任意位置的场-源位置关系下的自由空间格林函数,都可以共用转移运算,而发散和聚集计算十分简单.为了实现针对式(33)的多极子开展,将一组场-镜像盒子中心点方向的反射系数 Γ ? c0代替这组盒子中任意两点位置关系的Sommerfeld积分,有

【参考文献】：
期刊论文
[1]电磁波与复杂目标/环境的相互作用理论、方法与应用[J]. 聂在平,陈涌频.  中国科学:信息科学. 2017(01)

博士论文
[1]半空间环境中目标的电磁散射特性一体化建模及高效算法研究[D]. 罗万.电子科技大学 2016



本文编号：3232643