發(fā)布時(shí)間：2024-11-02 09:40

　　計(jì)算電磁學(xué)中的時(shí)域有限差分(FDTD)方法可以計(jì)算任意時(shí)刻和空間位置的電磁場分量,為復(fù)雜目標(biāo)的電磁分析提供了有效的解決方法。但是,當(dāng)我們利用傳統(tǒng)的FDTD方法分析薄涂層涂覆目標(biāo)的電磁特性時(shí),需要對(duì)薄涂層進(jìn)行細(xì)密的網(wǎng)格剖分,從而導(dǎo)致計(jì)算時(shí)間和占用內(nèi)存都急劇增加。因此,引入表面阻抗邊界條件(SIBC)是非常必要的,我們用涂層表面的切向場分量來模擬其內(nèi)部的場分布,這樣可以避免對(duì)薄涂層的細(xì)網(wǎng)格劃分,只需在其外部進(jìn)行傳統(tǒng)的粗網(wǎng)格剖分即可,這將大大節(jié)省計(jì)算時(shí)間并減少占用內(nèi)存。首先,本文基于一階表面阻抗邊界條件,以損耗媒質(zhì)半空間的電磁問題為切入點(diǎn)研究了平面導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和一般光滑曲面導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的共形表面阻抗模型,并將其應(yīng)用于電磁散射的計(jì)算。隨后,本文研究了平面波垂直入射及斜入射有耗介質(zhì)薄涂層涂覆導(dǎo)體目標(biāo)的SIBC-FDTD方法,對(duì)表面阻抗公式中的正切函數(shù)進(jìn)行簡單的有理近似,利用拉式變換對(duì)表面阻抗進(jìn)行頻域到時(shí)域的轉(zhuǎn)換,詳細(xì)推導(dǎo)了其實(shí)現(xiàn)過程,并數(shù)值驗(yàn)證了該方法的正確性,與傳統(tǒng)FDTD方法相比,有效提髙了計(jì)算效率。然后,以Lorentz色散模型為例,研究了平面波垂直入射色散媒質(zhì)涂覆導(dǎo)體目標(biāo)的SIBC-FDTD方法,...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.7電導(dǎo)率分別為1,10,100,1000時(shí)方柱的RCS2.3.3頻率色散SIBC如果是在寬頻帶內(nèi)研究目標(biāo)的電磁特性，例如瞬態(tài)場的問題，這時(shí)就必須考慮介質(zhì)的色散特性，其表面阻抗對(duì)頻率的依賴性。這時(shí)要從方程(2-3-1)出發(fā)，其中包含了全部的頻域

圖2.80Zm的準(zhǔn)確值與N10時(shí)的Prony近似值將(2-3-27)式代入(2-3-25)式可以得到：112210112210nnnyyxtHkHkEkzZZ....

（a）幅值（b）相位圖3.2不同電導(dǎo)率介質(zhì)的反射系數(shù)SIBC近似解與嚴(yán)格解比較至此，我們可以放心地進(jìn)行后續(xù)推導(dǎo)，對(duì)(3-2-3)式和(3-2-5)式利用拉式變換關(guān)系1/atsae可以得到：

圖3.4激勵(lì)源處六個(gè)場分量的波形圖3.4顯示了在激勵(lì)源處用兩種方法數(shù)值模擬的電磁場分量值，從圖中可以看出，兩種方法的計(jì)算結(jié)果基本吻合，磁場zH分量出現(xiàn)了小的波動(dòng)，但由于其幅值的數(shù)量級(jí)910非常小，這些誤差是可以忽略的。

本文編號(hào)：4009394