掩埋目標(biāo)電磁散射問題的研究對(duì)隧道、管道、礦井掩埋、土壤分層結(jié)構(gòu)、地表下古跡、地球物理勘探及皮膚腫瘤檢測(cè)等領(lǐng)域有著重要的意義。本文給出了一種簡(jiǎn)單且高效求解地下各向同性介質(zhì)球的電磁散射特性的解析方法。主要利用三維矢量波函數(shù)加法定理得出地下目標(biāo)的散射表達(dá)式,使用遞推算法求解加法定理中的坐標(biāo)系變換系數(shù)。首先根據(jù)均勻平面波在無界空間中的傳播特性及均勻平面波對(duì)導(dǎo)電媒質(zhì)分界面的垂直入射的特點(diǎn)得出介質(zhì)平面的反射波和透射波,利用介質(zhì)分界平面的邊界條件解出介質(zhì)平面的反射系數(shù)和透射系數(shù);介質(zhì)平面的透射波將作為介質(zhì)球的入射波,將介質(zhì)平面的透射波依據(jù)本征矢量和平面波因子乘積的解析式展開,再利用介質(zhì)球面的邊界條件求解出介質(zhì)球透射波和反射波的系數(shù)矩陣;而介質(zhì)球反射波將作為介質(zhì)平面入射波對(duì)平面入射,利用鏡像法和加法定理求解出介質(zhì)平面的反射波和透射波,并使用遞推算法求解加法定理中的坐標(biāo)系變換系數(shù);介質(zhì)平面的反射波又將作為介質(zhì)球的入射波垂直入射,反復(fù)循環(huán),直到收斂。本文所得的數(shù)值計(jì)算結(jié)果與Feko仿真軟件得出結(jié)果具有較好地一致性,和Feko的計(jì)算時(shí)間相比,有很大的優(yōu)勢(shì),本文提出的方法更加簡(jiǎn)單、高效。數(shù)值計(jì)算分析了介電常數(shù)、...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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圖２．１點(diǎn)電荷與電介質(zhì)分界平面

￣／?ｑ＇??圖２．１點(diǎn)電荷與電介質(zhì)分界平面?圖２．２介質(zhì)１的鏡像電荷?圖２．３介質(zhì)２的鏡像電荷??受點(diǎn)電荷＾電場(chǎng)的影響，電介質(zhì)將產(chǎn)生電磁極化，進(jìn)而在介質(zhì)分界面上形成極化電荷，??則點(diǎn)電荷ｇ和極化電荷將一起構(gòu)成空間中任意點(diǎn)的電場(chǎng)。利用鏡像法的基本原理，為求解電??介質(zhì)１中的電位情....

圖２．４線電流與磁介質(zhì)分界平面?圖２．５磁介質(zhì)１的鏡像線電流?圖２．６磁介質(zhì)２的鏡像線電流??

?＼?ｘ??圖２．４線電流與磁介質(zhì)分界平面?圖２．５磁介質(zhì)１的鏡像線電流?圖２．６磁介質(zhì)２的鏡像線電流??因設(shè)定電流的方向沿ｙ軸，故矢量磁位只在：Ｖ方向上有分量，即４?＝婦，則存在磁介質(zhì)１??和磁介質(zhì)２中任意一點(diǎn)ｉＹｘ，以的矢量磁位分別可表７Ｔ：為：??Ａ?＝＾－ｌｎ－ｊ＝?１?....

圖３．１均勻平面波垂直入射到兩種不同媒質(zhì)的分界平面??如圖３．１所示，ｚ＜０區(qū)域是導(dǎo)電媒質(zhì)１，該媒質(zhì)的電磁參數(shù)分別為ｅ／、／／／、＾，ｚ＞０區(qū)域是??

?ｙ?媒質(zhì)２??圖３．１均勻平面波垂直入射到兩種不同媒質(zhì)的分界平面??如圖３．１所示，ｚ＜０區(qū)域是導(dǎo)電媒質(zhì)１，該媒質(zhì)的電磁參數(shù)分別為ｅ／、／／／、＾，ｚ＞０區(qū)域是??導(dǎo)電媒質(zhì)２，該媒質(zhì)的電磁參數(shù)分別為現(xiàn)有一個(gè)沿ｘ方向線性極化的均勻平面波??從導(dǎo)電媒質(zhì)１垂直入射到ｚ＝〇的分界平面上....

圖３．２加法定理中７、Ｆ、的關(guān)系??

個(gè)坐標(biāo)系的波函數(shù)用另一個(gè)坐標(biāo)系的波函數(shù)來表示，而這一坐標(biāo)系則是利用另一坐標(biāo)系經(jīng)坐??標(biāo)系間的線性變換得出［６５１。??如圖３．２所示，在球坐標(biāo)系中，三維矢量波函數(shù)的加法定理所涉及的Ｆ、Ｆ、Ｔ之間的??關(guān)系可表示為：??ｒ?＝?ｒ＇＋ｒｎ?（３．５３）??３１??

本文編號(hào)：4018362