带有填充各向异性介质凹槽的金属目标电磁散射的FDTD法分析

本文利用各向异性时域有限差分法(FDTD)分析填充各向异性介质凹槽的金属目标的电磁散射.就一种特定的典型金属目标模型,详细计算分析了开槽位置、宽度和深度以及填充材料对其电磁散射特性的影响,计算结果显示在目标的特定部位开适当宽度和深度的槽并填充负单轴各向异性介质能显著降低目标的后向雷达散射截面(RCS).     

地面复杂目标宽带电磁散射特性分析

提出运用FDTD计算地面复杂目标宽带电磁散射特性的方法.首先分析地面的散射,并建立复杂目标的FDTD模型,再将地面的散射场与入射场视为两个激励场作用于目标,从而得到地面背景下目标的散射场.运用此方法计算了地面卡车的电磁散射特性,并与实测结果作了对比,两者比较吻合.     

FDTD法分析涂覆各向异性材料金属目标宽带散射特性

采用时城有限差分方法研究了涂覆各向异性材料金属目标的宽带散射特性,得到了涂覆不同厚度的正单轴和负单轴各向异性材料情况下的频率响应和双站RCS,通过对这些散射数据的分析得出了一些关于涂覆材料及涂覆厚度对目标散射特性影响的结论,这些结论有助于对各向异性隐身材料的研究,体现了时域计算对于分析目标宽频带散射特性的优点.     

地表车体的电磁散射研究

分析了在地面影响下的车体的散射。首先应用色散的时域有限差分（FDTD）方法计算了车体与地面的时域波形,并得到了地面的反射系数,最后给出了车体的不同角度下的雷达散射截面（RCS）和成像结果,并与实验结果作了对比,两者十分吻合。     

凹槽的尺寸对旋转对称金属目标的后向RCS的影响

利用各向异性时域有限差分法(FDTD)，分析填充不同介质凹槽的金属目标的电磁散射。对具有旋转对称特性的典型目标模型，计算并分析了在金属目标表面开凹槽的宽度和深度对其电磁散射特性的影响，计算结果显示，在目标的特定部位开适当宽度和深度的槽并填充负单轴各向异性介质，能显著降低目标的后向雷达散射截面(RCS)。     

埋地二维柱体的电磁散射

本文利用进域有限差分（ＦＤ－ＴＤ）方法分析计算了正弦平面波照射下埋地二维金属柱体的电磁散射特性，给出了柱体上的感就电流值和地面上方近场区的电磁场值。讨论了有耗介质中差分网格的数值色散特性和吸收边界条件。通过将本文用ＦＤ－ＴＤ计算结果与其它数值结果进行比较，证实了ＦＤ－ＴＤ方法在分析有耗介质中电磁散射问题的有效性。     

地表目标的复合散射法及其SAR成像分析

本文研究了复合激励方法在电磁散射计算中的应用,此方法首先分析地面的散射,再将地面的散射与入射波一起作为激励作用于目标,从而得到目标的电磁散射信号.文章分析了地表背景下车体的电磁散射,计算了目标的RCS和SAR成像,并与试验作了对比,两者吻合较好.     

太赫兹波在高超声速目标等离子体鞘套中的传输特性

高超声速飞行器在临近空间飞行过程中会产生等离子体鞘套,这种等离子体鞘套的存在会严重干扰地面与飞行器之间的通信。针对这一问题,在计算球锥流场的基础上,根据流场温度、压强分布以及空气离解反应模型建立了等离子体鞘套模型,并基于时域有限差分方法研究了不同飞行速度、不同入射角度下太赫兹波在等离子体鞘套中的传输特性。结果表明,在不同的飞行速度和入射角度下,太赫兹波都可以有效地穿透等离子体鞘套。该研究对实现临近空间与高超声速飞行器的通信具有重要意义。     

超高速目标及其绕流场雷达散射模拟与分析

超高速目标再入大气层或在临近空间飞行时,空气电离形成的等离子体鞘对超高速目标的雷达散射特性产生很大的影响.为了研究影响规律,采用并行时域有限差分方法(FiniteDifference TimeDomain, FDTD)计算和分析了超高速目标及其绕流场的雷达散射截面(Rodar Cross Section,RCS).将计算结果和中国空气动力研究与发展中心气动物理靶试验测量结果进行了对比,并模拟了典型飞行状态下绕流场对实际再入超高速目标RCS的影响.由分析结果可知：FDTD数值模拟结果和气动物理靶试验测量结果一致,雷达入射角小角度偏离对RCS会产生明显影响;在典型飞行状态下绕流场对实际再入超高速目标RCS的影响与入射波频率、角度以及雷达制式等有关.在有些角度,等离子体流场可以显著地减小飞行器的RCS.     

基于拉氏变换原理的三维磁化等离子 体电磁散射FDTD分析

 根据拉普拉斯变换(LT)原理,提出了一种新的分析色散介质的电磁特性的时域有限差分(FDTD)算法,称为电流密度拉普拉斯变换时域有限差分(CLT-FDTD)算法.利用磁化等离子体介质中的关于电流密度矢量与电场强度的本构方程,将其两边分别拉普拉斯变换,得到s域内的本构方程.最后进行逆拉普拉斯变换和指数差分,得到在时域里易于求解的FDTD迭代方程.通过该方法计算了非磁与磁化等离子体球的后向雷达散射截面(RCS),验证了该方法正确性与有效性.     

异向介质板应用于吸波隐身的FDTD方法分析

由异向介质的本构关系出发,给出了描述异向介质场与流的微分方程组,将其离散得到用于FDTD计算的一维递推表达式。最后,计算了异向介质板的反射系数。计算表明:由于模拟的异向介质是匹配介质,其吸波性能要明显的优于等离子体的,适当选取异向介质参数,可以使异向介质板有效地减小目标的雷达回波。     

时域电场积分方程的稳定求解

提出了一种基于时域电场积分方程的稳定精确数值方法计算任意形状理想导体的时域散射.矢量位的时间导数采用中心差分近似,而标量位采用时间平均表示,并且标量位和矢量位在单元上随时间变化采用单元中心处的值来计算.将该方法与隐式方法相结合可以得到稳定精确的求解结果,而不必对电流密度进行时间或空间平均的处理过程.从模拟结果证明了该方法的稳定性和精确性.     

网络并行FDTD方法分析电大目标电磁散射

本文应用基于消息传递(Message Passing)模式的网络并行计算系统来实现并行FDTD方法.通过区域分割技术将FDTD计算区域分割成多个子域进行分别计算,各个子区域在边界处与其相邻的子区域进行切向场值的数据交换以使整个迭代进行下去,从而实现FDTD并行计算.我们采用PVM并行平台来实现并行FDTD算法.计算结果表明了本方法的正确性和有效性.     

电大目标电磁散射的TD-PO分析

由逆傅立叶变换导出时域物理光学(TD-PO)表达式,给出了TD-PO方法计算时内存估计的具体形式、时间离散的采样原则及入射波消隐的判断方法.计算了金属球、板、锥球的瞬态散射和RCS,计算结果与其他方法结果吻合很好.数值结果表明TD-PO方法计算速度快、所需内存少,是分析电大目标宽频带特性的高效方法.     

一种快速计算多柱体散射问题的区域分解时域有限差分方法

本文提出一种用于计算多柱体散射问题的区域分解时域有限差分算法（DD-FDTD）。当各散射柱体相互间距离比较远时,采用经典的FDTD方法进行计算时,计算域是非常大的,大量的网络浪费在射体之间。文中我们使用区域分解的思想,把各个柱体处理为各个子域。各柱体间大量的网格被省去,代之以二维时域Green函数将各个子域连接起来。采用近远场变换方法,并将柱体间互偶处理为等效柱面波入射场,从而大大压缩了计算时间。由于二维时域Green函数含有关于时间的积分,且此积分是一个反常积分,采用半解析的方法,精确地算出了其中的反常积分值,大幅度提高了计算精度。最终,使该方法得以实现。     

T矩阵递推算法用于二维混合目标RCS计算

利用递推算法计算任意形状二维导体加介质体目标的电磁散射。建立导体部分单独存在时的T矩阵，对于内谐振频率点上生成的病态矩阵用奇异值分解方法解决，用广义递推算法求出有耗介质单体T矩阵。然后采用二体散射的方法求得总散射场。计算结果表明了该方法的正确性。     

电磁场时域数值算法的新进展

电磁场时域计算方法由于一次计算可以获得目标的时域响应,结合傅里叶变换得到宽带信息等的优势越来越受到关注.本文介绍了近年来时域有限差分（finite-difference time-domain,FDTD）法和时域有限元（finite element time-domain,FETD）无条件稳定算法方面的研究进展以及FETD算法的更新方案——时域非连续伽辽金（discontinuous Galerkin time-domain,DGTD）方法的新进展.     

圆柱导体电磁散射问题分析

利用矩量法对圆柱导体电磁散射特性进行了研究.基于伽略金法,采用分域基函数展开模式,得出了圆柱导体的电磁散射方向图,并对圆柱体直径和入射波波长不同比例情况下的散射情况进行了研究.文中还用MATLAB给出了圆柱体电磁散射的精确计算结果.     

等离子体目标宽频电磁散射特性的快速分析

针对等离子体宽频电磁散射特性分析的复杂性,提出了一种基于最佳一致逼近理论的宽频分析算法。该方法以获得切比雪夫级数逼近为基础,并转化为梅利逼近,使得计算精度大为改善。相比于传统的泰勒-帕德模式,其具有低内存、高精度、有效计算带宽大等优势,尤其在分析等离子体这种色散介质的宽频特性时,避免了复杂高阶阻抗矩阵导数的计算。通过不同实例的数值仿真分析,说明该方法可以作为一种分析等离子体目标宽频特性的有效工具。