计算粗糙地面下方埋藏目标复合散射的E-PILE+BMIA/CAG算法

为快速获取电大尺寸随机粗糙面下方埋藏目标的电磁散射特性,基于层内波传播展开法(propaga-tion-inside-layer expansion,PILE)和带状矩阵迭代及规范网格法(banded matrix iterative approach canonical grid,BMIA/CAG),提出了结合带状矩阵迭代及规范网格法的扩展层内波传播展开法(E--PILE+BMIA/CAG)。数值计算过程中,以高斯随机粗糙面模拟实际地表面,并引入锥形入射波以减小人为截断粗糙面所引起的计算误差。为验证算法的有效性和收敛性,计算了一维介质粗糙面下方埋藏无限长二维介质圆柱目标的散射特性,研究了目标与粗糙面之间的相互作用,并与已有算法结果进行比较。最后计算了大入射角情况时地面下方埋藏目标的复合散射特性。该研究成果对于目标探测等领域具有一定的理论指导价值。

基于BMIA\CAG快速算法的粗糙面散射特性计算

为提高用点匹配矩量法计算粗糙面掠入射等散射问题的速度,提出了一种带状矩阵迭代规范网格法(BMIA\CAG),给出了带状矩阵迭代算法和规范网格法的计算模型。算例表明:BMIA\CAG可明显加快计算速度,矩阵维数越大,效果就越明显。另分析了带状矩阵带宽对算法的影响,以及掠入射时的分形粗糙面的散射系数。

三维目标与粗糙面复合散射的广义稀疏矩阵平面迭代及规范网格算法

提出了快速计算二维导体粗糙面与面上金属目标复合散射的广义稀疏矩阵平面迭代及规范网格法(G-SMFSIA/CAG).推导了二维导体粗糙面与面上目标相互作用的耦合积分方程,用稀疏矩阵平面迭代及规范网格法(SMFSIA/CAG)求解粗糙面部分的表面积分方程,而用基于RWG基函数的矩量法(MOM)计算目标部分的表面积分方程,并通过更新方程的激励项迭代求解目标与粗糙面的相互耦合作用.结合Monte-Carlo方法产生具有PM(Pierson-Moskowitz)海浪谱的随机海洋粗糙面,数值分析了海面上不同形状导体目标的复合双站散射系数,验证了算法的有效性与收敛性.最后,计算了海面上舰船目标的双站散射系数,并讨论了不同风速海面对散射系数的影响.