介质粗糙面与组合目标宽带电磁散射特性研究

1

作者 朱小敏 于泽文 《现代电子技术》 北大核心 2024年第9期177-181,共5页

文中对介质粗糙面和组合目标的宽带复合电磁散射特性进行研究,通过数值计算得到了复合散射系数频率响应曲线。分析结果显示,后向复合散射系数在宽频带范围内随着频率的变化而产生振荡,粗糙面的高度均方根、介电常数、组合目标尺度、目... 文中对介质粗糙面和组合目标的宽带复合电磁散射特性进行研究,通过数值计算得到了复合散射系数频率响应曲线。分析结果显示,后向复合散射系数在宽频带范围内随着频率的变化而产生振荡,粗糙面的高度均方根、介电常数、组合目标尺度、目标介电常数等因素对复合散射系数有显著的影响,且影响规律较为复杂。相比之下,粗糙面的相关长度对复合散射系数的影响较为微弱。当目标是理想导体时,频率响应曲线近似呈现出准周期性的振荡形态。 展开更多

关键词 介质粗糙面 组合目标 宽带复合散射 时域有限差分方法 电磁散射特性 频率响应曲线

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横向沙丘表面与上方矩形截面柱复合电磁散射的FDTD研究

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作者 杨能勋 任新成 +2 位作者 王玉清 朱小敏 董子宇 《现代电子技术》 北大核心 2024年第3期143-148,共6页

分别使用指数型分布和高斯型分布表示沙漠表面的高度起伏状况,采用蒙特卡罗方法模拟横向沙丘表面和沙丘与沙丘间平坦沙漠表面,运用Herkelrath提出的土壤湿度与介电常数的通用式计算沙土的介电常数,选用FDTD数值计算方法分析高度起伏均... 分别使用指数型分布和高斯型分布表示沙漠表面的高度起伏状况,采用蒙特卡罗方法模拟横向沙丘表面和沙丘与沙丘间平坦沙漠表面,运用Herkelrath提出的土壤湿度与介电常数的通用式计算沙土的介电常数,选用FDTD数值计算方法分析高度起伏均方根、入射角度、目标长度、目标宽度、目标高度、横向沙丘的高度和横向沙丘迎风坡坡底到坡顶的水平距离的变化对散射系数的影响,得到横向沙丘表面与上方目标的复合电磁散射特性。分析了粗糙面为指数型分布和高斯型分布时散射系数的角分布曲线的不同之处。 展开更多

关键词 FDTD 复合电磁散射 横向沙丘 上方目标 粗糙面 散射系数

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粗糙面下方金属目标复合电磁散射的快速算法 被引量：8

3

作者 姬伟杰 童创明 闫沛文 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期939-943,965,共6页

为快速有效计算粗糙面下金属目标的复合电磁散射,提出了一种基于前后向迭代算法(FBM)和共轭梯度(CG)法的快速互耦迭代算法(CCIA)。首先建立目标与粗糙面的耦合积分方程组,并采用矩量法将其离散为矩阵方程。其次针对得到的耦合积分方程,... 为快速有效计算粗糙面下金属目标的复合电磁散射,提出了一种基于前后向迭代算法(FBM)和共轭梯度(CG)法的快速互耦迭代算法(CCIA)。首先建立目标与粗糙面的耦合积分方程组,并采用矩量法将其离散为矩阵方程。其次针对得到的耦合积分方程,用FBM求解粗糙面表面电流分布,用CG法求解目标表面电流分布,目标和粗糙面的相互作用通过更新两方程的激励项完成。最后,计算了高斯粗糙面下方无限长金属圆柱目标的复合电磁散射系数,当目标尺寸趋于零或目标深度趋于无穷时的结果与单独介质粗糙面相一致,验证了该数值方法的正确性;同时,讨论了不同粗糙面情况下该方法的收敛性,并分析了不同粗糙面媒质、目标尺寸和目标位置对双站散射系数的影响。 展开更多

关键词 前后向迭代算法 共轭梯度法 互耦迭代算法 目标与粗糙面复合散射

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高斯粗糙面与临空目标复合电磁散射的KH-MoM解 被引量：3

4

作者 李西敏 童创明 +1 位作者 付树洪 李晶晶 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期1146-1151,共6页

提出了一种求解一维粗糙面与二维无限长临空目标复合电磁散射特性的新型混合算法。混合算法只需在粗糙面上进行一次积分运算,即可用基尔霍夫-亥姆霍兹方程(KH)描述电磁波经粗糙面后的散射情况,再用矩量法(MoM)分析目标的散射问题,通过KH... 提出了一种求解一维粗糙面与二维无限长临空目标复合电磁散射特性的新型混合算法。混合算法只需在粗糙面上进行一次积分运算,即可用基尔霍夫-亥姆霍兹方程(KH)描述电磁波经粗糙面后的散射情况,再用矩量法(MoM)分析目标的散射问题,通过KH与MoM的混合来体现粗糙面与目标之间的耦合作用。经与不同方法的对比,验证了混合方法的正确性,体现了混合方法较数值法在求解效率上的巨大优势。计算了粗糙面与临空目标的统计复合散射特性,分析了粗糙面的起伏参数、临空目标的形状以及粗糙面介质的电参数对复合散射特性的影响。 展开更多

关键词 复合电磁散射 基尔霍夫-亥姆霍兹方程 矩量法 粗糙面与临空目标

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粗糙面与导弹目标复合电磁散射仿真计算 被引量：2

5

作者 李西敏 童创明 李晶晶 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2014年第4期61-65,共5页

提出了一种求解粗糙面和三维目标复合电磁散射问题的通用仿真方法。将描述粗糙面上电磁波反射的基尔霍夫-赫姆霍兹方程与目标表面的电场积分方程相结合,得到新型的混合方程,进而采用矩量法求解,通过数值算例验证了该方法的精度和效率。... 提出了一种求解粗糙面和三维目标复合电磁散射问题的通用仿真方法。将描述粗糙面上电磁波反射的基尔霍夫-赫姆霍兹方程与目标表面的电场积分方程相结合,得到新型的混合方程,进而采用矩量法求解,通过数值算例验证了该方法的精度和效率。采用此方法研究了两种典型导弹目标与粗糙面的复合散射特性,分析计算结果可得:粗糙面粗糙度参数对复合散射特性有着重要的影响作用。 展开更多

关键词 复合电磁散射 粗糙面 导弹目标 矩量法

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平板目标与随机粗糙面对电磁波的复合散射 被引量：5

6

作者 朱国强 孙劲 +1 位作者 郑立志 徐鹏 《武汉大学学报（自然科学版）》 CSCD 2000年第1期99-103,共5页

建立了平板目标与随机粗糙面的复合散射模型．求解过程包括用板上感应电流的谱域积分表示平板目标的初级散射场；用物理光学方法计算随机粗糙面的次级散射场和统计分析复合散射的平均散射功率．通过选用正态分布粗糙面作为计算实例，数... 建立了平板目标与随机粗糙面的复合散射模型．求解过程包括用板上感应电流的谱域积分表示平板目标的初级散射场；用物理光学方法计算随机粗糙面的次级散射场和统计分析复合散射的平均散射功率．通过选用正态分布粗糙面作为计算实例，数值结果显示出平板目标与随机粗糙面之间相互作用散射分量的重要性及空间分布特性． 展开更多

关键词 电磁波散射 谱域积分 目标 粗糙面

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三维随机粗糙面与目标复合电磁散射的FDTD方法 被引量：10

7

作者 匡磊 金亚秋 《计算物理》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期550-560,共11页

用时域有限差分方法(FDTD)研究三维周期性延拓的随机粗糙面与上方目标复合电磁散射.用周期性延拓消除数值计算中截取有限大小粗糙面产生的边缘效应,讨论一个周期单元粗糙面的边长与其相关长度之间的关系.给出在FDTD方法中向粗糙面加载... 用时域有限差分方法(FDTD)研究三维周期性延拓的随机粗糙面与上方目标复合电磁散射.用周期性延拓消除数值计算中截取有限大小粗糙面产生的边缘效应,讨论一个周期单元粗糙面的边长与其相关长度之间的关系.给出在FDTD方法中向粗糙面加载入射波的方法,建立了粗糙面上单个三维目标的复合散射FDTD计算模型.数值结果给出粗糙面与目标散射的近场分布,应用近远场变换得到全方位散射角的双站散射系数.比较了三维与二维散射模型的区别.结果显示当粗糙面上放置目标时,其后向散射显著增强. 展开更多

关键词 三维粗糙面与目标 双站电磁散射 时域有限差分法 周期边界条件

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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 被引量：6

8

作者 姬伟杰 童创明 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期22-30,共9页

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... 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. 展开更多

关键词 复合散射 广义稀疏矩阵平面迭代及规范网格法 随机海洋粗糙面 双站散射系数

原文传递

矩量法研究分层粗糙面与运动圆形截面柱的复合电磁散射

9

作者 于少帅 任新成 +2 位作者 杨天赐 朱小敏 赵晔 《现代应用物理》 2023年第3期196-201,共6页

为满足地、海表面上方雷达目标检测、识别和分类等的需要,采用蒙特卡罗方法生成高度起伏遵守指数分布的分层土壤表面;选用Topp模型模拟土壤介电常数。运用矩量法研究了锥形波入射条件下分层土壤表面与其上方运动的圆形截面柱的复合电磁... 为满足地、海表面上方雷达目标检测、识别和分类等的需要,采用蒙特卡罗方法生成高度起伏遵守指数分布的分层土壤表面;选用Topp模型模拟土壤介电常数。运用矩量法研究了锥形波入射条件下分层土壤表面与其上方运动的圆形截面柱的复合电磁散射问题,数值计算了复合散射系数随散射角的变化关系,分析了圆形截面柱在土壤表面上方横向移动、纵向移动、斜向移动及电磁波入射角和粗糙面间距对复合散射系数的影响。研究结果表明,目标在纵向移动和斜向移动时,散射系数会受到较大的影响,而横向移动的对散射系数的影响较小,同时两层粗糙面的间距对复合散射系数的影响也比较显著。相关结果可为相关领域工程问题提供理论依据和实践方法。 展开更多

关键词 复合电磁散射 矩量法 圆形截面柱 运动目标:分层粗糙面

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粗糙海面与其上方多目标复合散射的混合算法 被引量：5

10

作者 李冰 马萌晨 雷明珠 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期25-32,共8页

针对粗糙海面与其上方多目标复合的情形,常用算法存在计算量过大、计算时间太长等缺点,本文采用基尔霍夫近似法与矩量法结合的混合算法可以大大简化计算量、节省时间.本文首先通过蒙特卡罗的方法模拟一维PM粗糙海面,并与粗糙海面上方多... 针对粗糙海面与其上方多目标复合的情形,常用算法存在计算量过大、计算时间太长等缺点,本文采用基尔霍夫近似法与矩量法结合的混合算法可以大大简化计算量、节省时间.本文首先通过蒙特卡罗的方法模拟一维PM粗糙海面,并与粗糙海面上方多目标建立复合模型;然后对矩量法结合基尔霍夫近似法的混合算法做了详细的公式推导,得到了复合散射系数,并且分析了不同入射角、目标高度、目标间距、目标尺寸、风速等参数对复合电磁散射特性的影响.实验结果表明,针对粗糙海面与其上方多目标复合的情形,采用矩量法结合基尔霍夫近似法的混合算法不但可以保证准确性,而且可以大幅度减少计算所用时间(混合算法用时占矩量法的19%),对大尺寸粗糙面和复杂的复合模型优势尤为明显. 展开更多

关键词 多目标 复合散射 混合算法 粗糙海面

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快速计算一维分层粗糙面之间金属目标复合散射的互耦迭代算法 被引量：2

11

作者 姬伟杰 童创明 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第10期2479-2484,共6页

为研究一维分层介质粗糙面之间金属目标的复合电磁散射特性,该文提出了一种结合前后向迭代算法(FBM)和双共轭梯度法(Bi-CG)的快速互耦迭代算法(CCIA)。推导了分层粗糙面与金属目标的耦合边界积分方程组,采用FBM和Bi-CG分别求解分层粗糙... 为研究一维分层介质粗糙面之间金属目标的复合电磁散射特性,该文提出了一种结合前后向迭代算法(FBM)和双共轭梯度法(Bi-CG)的快速互耦迭代算法(CCIA)。推导了分层粗糙面与金属目标的耦合边界积分方程组,采用FBM和Bi-CG分别求解分层粗糙面与目标的边界积分方程,目标和分层粗糙面的相互作用通过更新两方程的激励项来实现。计算了双层介质高斯粗糙面及无限长金属圆柱的复合电磁散射特性,当目标尺寸趋于零时与只有分层粗糙面的散射系数相吻合,验证了该算法的正确性;分析了不同粗糙面情况下该算法的收敛性;讨论了目标尺寸与位置变化对复合散射系数的影响。结果表明,金属目标的存在明显影响了分层粗糙面的散射特性。 展开更多

关键词 电磁散射 分层粗糙面与金属目标 前后向迭代算法 双共轭梯度法

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粗糙地面与上方多目标的复合电磁散射FDTD研究 被引量：1

12

作者 朱小敏 李涛 《河南科学》 2017年第7期1047-1051,共5页

采用指数型粗糙面模拟实际的粗糙地面,利用四成分模型模拟土壤介电常数,运用时域有限差分方法研究了一维有耗粗糙地面与上方多目标的复合电磁散射问题.通过数值计算得到了双站复合电磁散射系数随散射角的变化曲线,详细讨论了双站复合散... 采用指数型粗糙面模拟实际的粗糙地面,利用四成分模型模拟土壤介电常数,运用时域有限差分方法研究了一维有耗粗糙地面与上方多目标的复合电磁散射问题.通过数值计算得到了双站复合电磁散射系数随散射角的变化曲线,详细讨论了双站复合散射系数随粗糙地面高度起伏均方根、相关长度、土壤湿度、目标参数等的变化规律,得到了一维有耗粗糙地面与上方多目标的复合电磁散射特性. 展开更多

关键词 复合电磁散射 指数型粗糙地面 时域有限差分方法 多目标

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雪层覆盖的粗糙地面与导体目标复合电磁散射FDTD研究 被引量：1

13

作者 朱小敏 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第14期3358-3362,共5页

运用时域有限差分方法(FDTD)研究了指数型分布的雪层覆盖的粗糙地面与上方矩形截面导体柱的复合电磁散射。计算了复合电磁散射的双站散射系数。得到了复合散射系数随散射角变化的曲线。讨论了粗糙面高度起伏均方根、相关长度、雪层厚度... 运用时域有限差分方法(FDTD)研究了指数型分布的雪层覆盖的粗糙地面与上方矩形截面导体柱的复合电磁散射。计算了复合电磁散射的双站散射系数。得到了复合散射系数随散射角变化的曲线。讨论了粗糙面高度起伏均方根、相关长度、雪层厚度、土壤湿度以及目标高度、尺寸等参数对复合散射系数的影响。得到了指数型分布分层地面与矩形截面柱复合电磁散射的特性。 展开更多

关键词 复合电磁散射 指数型粗糙地面 雪 目标Monte CARLO方法 FDTD 复合散射系数

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复杂陆地粗糙面及其上方坦克目标复合散射研究 被引量：7

14

作者 邹高翔 童创明 +3 位作者 高飞 孙华龙 彭鹏 王童 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期261-272,共12页

研究了复杂陆地粗糙面及其上方坦克目标的复合散射特性.基于Monte Carlo方法,利用高斯谱函数模拟不同统计特性的陆地表面,运用加权反正切函数滤波处理以构造边界和连接相邻区域,构建了复杂陆地分区域复合粗糙面的几何模型.提出了一种快... 研究了复杂陆地粗糙面及其上方坦克目标的复合散射特性.基于Monte Carlo方法,利用高斯谱函数模拟不同统计特性的陆地表面,运用加权反正切函数滤波处理以构造边界和连接相邻区域,构建了复杂陆地分区域复合粗糙面的几何模型.提出了一种快速精确求解复杂陆地粗糙面及其上方坦克目标复合散射的混合方法,利用迭代物理光学法求解目标与环境间的多次耦合,运用等效电磁流法修正棱边绕射.分析了复杂陆地粗糙面的散射特性,研究了入射角、均方根高度、相关长度和粗糙面表面结构对复合散射特性的影响.本研究为探测复杂环境上方的坦克目标提供了理论基础,数值仿真结果对雷达目标的探测与识别具有借鉴意义. 展开更多

关键词 复杂陆地粗糙面 分区域复合粗糙面 坦克目标 迭代物理光学法 等效电磁流法

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二维多粗糙度分层粗糙面与上方目标复合电磁散射计算方法 被引量：2

15

作者 王赵隆 童创明 +2 位作者 田贵龙 王宜进 王庆宽 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2022年第2期46-54,共9页

研究了二维多粗糙度分层粗糙面与上方目标复合电磁散射特性的自适应迭代物理光学算法。采用Monte Carlo法并结合高斯谱函数生成高斯粗糙面,基于分区域建模方法,建立了二维多粗糙度分层粗糙面和上方目标的复合模型。利用物理光学法和等... 研究了二维多粗糙度分层粗糙面与上方目标复合电磁散射特性的自适应迭代物理光学算法。采用Monte Carlo法并结合高斯谱函数生成高斯粗糙面,基于分区域建模方法,建立了二维多粗糙度分层粗糙面和上方目标的复合模型。利用物理光学法和等效原理,得到分层粗糙面和目标的直接感应电磁流;基于表面积分方程,分析了分层粗糙面之间以及粗糙面和目标之间的耦合电磁流迭代机理。引入感应电磁流能量改变速率,对传统迭代物理光学法进行改进,使算法自动收敛。将计算结果同多层快速多极子方法和迭代物理光学法进行比较,验证了算法的准确性和高效性。在此基础上,研究了不同目标、不同粗糙度的分层粗糙面的双站RCS计算结果和散射特性,讨论了分层粗糙面间距对双站RCS计算结果和散射特性的影响。本研究为分层环境及上方超低空突袭目标的探测、分类和识别提供了数据支撑和理论基础。 展开更多

关键词 二维多粗糙度分层粗糙面 自适应迭代物理光学法 分区域建模方法 复合电磁散射特性

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介质粗糙面及其与上方目标的复合电磁散射 被引量：1

16

作者 黄文超 马惠惠 张宏志 《大众科技》 2011年第7期63-65,共3页

文章采用矩量法计算复合目标的电磁散射,介绍了一维介质粗糙面及其与上方导体圆柱的复合电磁散射模型,计算出不同条件下一维介质粗糙面与其上方导体圆柱的复合电磁散射。

关键词 介质粗糙面 目标 电磁散射

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粗糙面上方三维目标复合散射的并行IPO方法研究

17

作者 李娟 刘锐 +3 位作者 郭立新 李科 柴水荣 孟肖 《航空科学技术》 2020年第6期85-90,共6页

本文采用迭代物理光学法(IPO)研究二维粗糙面与上方三维目标的复合电磁散射,其中目标和粗糙面对入射波的一次散射均由物理光学法(PO)计算,二者之间耦合散射采用惠更斯原理和迭代策略求解。由于三维复合模型的电磁散射仿真将产生海量数据... 本文采用迭代物理光学法(IPO)研究二维粗糙面与上方三维目标的复合电磁散射,其中目标和粗糙面对入射波的一次散射均由物理光学法(PO)计算,二者之间耦合散射采用惠更斯原理和迭代策略求解。由于三维复合模型的电磁散射仿真将产生海量数据,本文采用基于消息传递接口(MPI)平台的并行技术提高计算效率。最后利用基于MPI的并行IPO方法数值计算了二维粗糙面与其上方球、导弹等目标的复合散射,并与商用软件、有限元-基尔霍夫法(FEM-KA)的结果进行了对比,结果表明在大多数散射角范围内两种方法的结果具有很好的一致性。 展开更多

关键词 粗糙面 目标 复合散射 IPO

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粗糙面与目标电磁散射统计特性分析 被引量：7

18

作者 康士峰 王显德 《微波学报》 CSCD 北大核心 2004年第3期43-46,共4页

首先给出用于描述和产生粗糙海面的模型 ,然后在锥形平面波入射条件下 ,用矩量法求解了粗糙面及与圆柱形近地小目标复合散射所满足的积分方程 ,最后给出了不同条件下粗糙面。

关键词 粗糙面 电磁散射 粗糙海面 散射特性 矩量法 小目标 锥形 积分方程 平面波 求解

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随机粗糙面上目标散射差值计算的快速互耦迭代方法 被引量：9

19

作者 叶红霞 金亚秋 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1074-1079,共6页

用粗糙面上方有目标和无目标时空间散射场的差值计算的雷达散射截面,称为差场雷达散射截面.本文推导TE波入射下电场积分方程(EFIE),直接求解散射差场.本文提出目标与粗糙面之间的互耦迭代的计算方法,散射场纳入了目标与粗糙面之间复杂... 用粗糙面上方有目标和无目标时空间散射场的差值计算的雷达散射截面,称为差场雷达散射截面.本文推导TE波入射下电场积分方程(EFIE),直接求解散射差场.本文提出目标与粗糙面之间的互耦迭代的计算方法,散射场纳入了目标与粗糙面之间复杂的相互作用,给出了迭代过程中纳入的粗糙面长度的选择.用Monte-Carlo方法,计算了P-M谱粗糙海面上方二维圆柱和方柱的散射,说明目标的几何结构对散射方向图的影响. 展开更多

关键词 目标与粗糙面 双站差场散射截面 迭代数值计算

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分层粗糙面下方介质目标散射的快速算法 被引量：9

20

作者 姬伟杰 童创明 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期336-342,共7页

为快速获取分层粗糙面与下方介质目标的复合电磁散射特性,提出了一种基于前后向迭代算法(FBM)和双共轭梯度法(Bi-CG)的快速互耦迭代算法。推导了一维分层粗糙面与下方介质目标(二维散射问题)的耦合边界积分方程组,用FBM求解分层粗糙面... 为快速获取分层粗糙面与下方介质目标的复合电磁散射特性,提出了一种基于前后向迭代算法(FBM)和双共轭梯度法(Bi-CG)的快速互耦迭代算法。推导了一维分层粗糙面与下方介质目标(二维散射问题)的耦合边界积分方程组,用FBM求解分层粗糙面的表面积分方程,而用Bi-CG求解目标的表面积分方程,目标和粗糙面的相互耦合作用通过更新两方程的激励项来迭代求解。应用该算法计算了下方存在介质目标时双层介质粗糙面的双站散射系数,与传统矩量法得到的结果相吻合,验证了该算法的正确性;分析了不同极化波入射时该算法的收敛性,讨论了目标尺寸和位置变化对双站散射系数的影响。 展开更多

关键词 分层粗糙面 复合散射 前后向迭代算法 双共轭梯度法 互耦迭代算法

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