一种基于离散实镜像理论的修正物理光学法在金属平行板内嵌电大尺寸结构中的应用

传统的物理光学法(PO)能够方便高效地处理开放空间中电大尺寸结构的电磁散射问题,并且通常能获得较好的精度。然而,对于电大尺寸结构内嵌在金属平行板之间的这种特殊问题,传统的PO方法不再适用,而采用全波分析方法来处理往往需要消耗巨大的计算资源。该文在离散实镜像理论的基础上,提出了一种修正的物理光学法(DRMI-PO),基本思想是先将金属平行板间的激励电磁流展开为傅里叶级数,再对级数的每一项分别应用2维物理光学法求解场,最后把所有求得的场解作线性组合。与多层快速多极子(MLFMA)的全波方法相比,DRMI-PO在解决该类特殊结构的电磁仿真问题时能在保证足够高精度的同时大幅度提高计算效率;作为应用实例,对两种不同极化方式的太赫兹波段扇形波束扫描天线分别进行了DRMI-PO数值仿真与实验测试,结果表明仿真和实验得出的天线方向图吻合较好,从而证实了DRMI-PO方法的有效性。

电大尺寸复杂结构腔体电磁散射的IPO/FEM混合法研究

该文将物理光学迭代法(IPO)的子域连接法与矢量有限元法(FEM)相结合,提出了一种新的混合方法用于分析计算电大尺寸复杂结构腔体目标的电磁散射特性。对于腔体内部适合用高频方法处理的部分采用IPO方法分析;对于具有复杂结构和材料特性的部分,采用矢量有限元法进行研究,利用交界面上的连续性条件实现这两种方法的耦合。为了验证理论模型的正确性,该文对某一矩形空腔及底部加载金属台阶的腔体进行了分析,计算结果与文献数据以及用时域有限差分法所得结果一致,并具有很好的收敛效果。在此基础上,对底部加载介质层的复杂结构腔体进行了分析计算,结果表明这种混合方法对于分析电大尺寸复杂结构腔体的散射特性是行之有效的。

MRTD和高阶FDTD算法的数值色散特性的分析

时域多分辨分析(MRTD)算法和高阶时域有限差分法(HO-FDTD)是目前解决电大尺寸电磁结构仿真的有效手段。导出了基于Daubechies小波尺度函数的MRTD算法和HO-FDTD算法的通用差分公式和数值色散方程,并详细讨论了空间步长、时间步长以及电磁波传播方向对二者数值色散误差的影响。结果证明,MRTD算法与HO-FDTD算法非常相似,但HO-FDTD算法的数值色散特性优于具有相同展开项个数的MRTD算法。