分析金属介质混合目标瞬态电磁散射特性的时域Nystr*m方法技术

本发明专利技术公开了一种分析金属介质混合目标瞬态电磁散射特性的时域Nyström方法。针对金属介质混合目标，采用时域体面积分方程方法可以分析其瞬态电磁散射特性。与传统的基于RWG和SWG基函数的时域体面积分方程方法相比，基于高阶Nyström方法的时域体面积分方程方法可以更加灵活的分析金属和介质混合目标的瞬态电磁散射特性。在该方法中，媒质的介电常数定义在离散曲四面体单元内的插值点处，所以对离散单元内的电磁参数的描述更加准确。此外，该方法对离散网格具有鲁棒性的优点，即离散网格之间可以非共形。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于分析金属介质混合目标瞬态电磁散射特性的时域体面积分方程方法，具体是分析金属介质混合目标瞬态电磁散射特性的时域方法。
技术介绍
目标电磁散射特性的获取与分析是电磁问题中的一个非常重要研究领域，目标的电磁散射波是雷达探测、遥感观测以及地质勘测邓众多应用的信息来源，散射特性的定量分析是这些应用系统在设计和工作时的主要依据。雷达目标的形状和体积等物理量都是通过对雷达散射截面等参数进行计算得出的，且雷达散射截面积是雷达系统对目标“可观测性”的一个重要指标。因此，对于各种目标散射特性的研究在这些应用领域具有特别重要的现实意义。近年，随着宽频带电磁散射系统的快速发展，瞬态电磁散射特性的分析越来越引起科研学者和工程人员的关注。相比于其它方法，时域体面积分方程方法非常适合于金属介质混合目标瞬态电磁散射特性的分析,尤其适合金属与非均匀介质混合目标瞬态电磁散射特性的分析(K.Aygun,B.ShankerandE.Michielssen,“Fasttime-domaincharacterizationoffinitesizemicrostripstructures,”Int.J.Numer.Model.,vol.15,pp.439–457,2002.)。但是，传统的基于RWG和SWG基函数的时域体面积分方程方法分析含有高度不均匀的煤质的混合目标时，为了较准确的描述出混合目标中煤质的电磁参数特性，需要介质体离散的四面体网格非常密。并且，传统的时域体面积分方程方法需要离散网格共形，这极大地限制了该方法在某些实际问题中得应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种分析金属介质混合目标瞬态电磁散射特性的时域方法。实现本专利技术目的的技术方案为：一种分析金属介质混合目标瞬态电磁散射特性的时域方法，步骤如下：第一步，建立金属介质混合目标的时域体面积分方程；第二步，对金属介质混合目标的时域积体面分方程采用三角基函数进行时间上的离散，并分别采用曲三角形和曲四面体单元进行空间上的金属面离散和介质体离散；第三步，形成待求解的矩阵方程，未知电流为金属瞬态面电流和介质瞬态体电流；第四步，矩阵方程的求解以及瞬态电磁散射参数的计算。本专利技术与传统的基于RWG和SWG基函数的时域体面积分方程方法相比，其显著优点是：可以更加灵活和准确地分析金属与非均匀媒质混合目标的瞬态电磁散射特性，并且对离散网格具有鲁棒性。附图说明图1曲四面体单元映射到局部空间(u,v,w)示意图。图2曲三角形单元映射到局部空间(u,v)示意图。图3金属介质混合目标示意图。图4金属介质混合目标在不同频率点处的双站雷达散射截面(RCS)与商用软件FEKO的计算结果的对比，其中，(a)频率为60MHz的结果对比,(b)频率为240MHz的结果对比。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。第一步，建立金属介质混合目标的时域体面积分方程如下： E inc ( r , t ) = ∂ t - 1 J V ( r , t ) ϵ 0 ( ϵ r - 1 ) - E sca ( r , t , J V ) - E sca ( r , t , J S ) - - - ( 1 ) ]]> E inc ( r , t ) | tan = - [ E sca ( r , t , J V ) + E sca ( r , t , J S ) ] tan - - - ( 2 ) ]]>其中，JS和JV分别表示金属表面产生的感应金属面电流和介质体内产生的感应介质体电流，Einc表示照射在目标上的电磁波的入射电场，Esca表示目标在电磁波照射后产生的散射电场，瞬态散射电场的表达形式为： E sca ( r , t , X Ω ) = - ∫ Ω μ 0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分析金属介质混合目标瞬态电磁散射特性的时域方法，其特征在于步骤如下：第一步，建立金属介质混合目标的时域体面积分方程；第二步，对金属介质混合目标的时域积体面分方程采用三角基函数进行时间上的离散，并分别采用曲三角形和曲四面体单元进行空间上的金属面离散和介质体离散；第三步，形成待求解的矩阵方程，未知电流为金属瞬态面电流和介质瞬态体电流；第四步，求解矩阵方程，得到金属瞬态面电流系数和介质瞬态体电流系数，再根据互易定理由面电流系数和体电流系数计算瞬态电磁散射参量。

【技术特征摘要】
1.一种分析金属介质混合目标瞬态电磁散射特性的时域方法，其
特征在于步骤如下：
第一步，建立金属介质混合目标的时域体面积分方程；
第二步，对金属介质混合目标的时域积体面分方程采用三角基函数进行时间
上的离散，并分别采用曲三角形和曲四面体单元进行空间上的金属面离散和介质
体离散；
第三步，形成待求解的矩阵方程，未知电流为金属瞬态面电流和介质瞬态体
电流；
第四步，求解矩阵方程，得到金属瞬态面电流系数和介质瞬态体电流系数，
再根据互易定理由面电流系数和体电流系数计算瞬态电磁散射参量。
2.根据权利要求1所述的分析金属介质混合目标瞬态电磁散射特性的时域
方法，其特征在于所述步骤1中：
时域体面积分方程如下，
E imc ( r , t ) = ∂ t - 1 J V ( r , t ) ϵ 0 ( ϵ r - 1 ) - E sca ( r , t , J V ) - E sca ( r , t , J S ) - - - ( 1 ) ]]> E inc ( r , t ) | tan = - [ E sca ( r , t , J V ) + E sca ( r , t...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈如山，丁大志，樊振宏，曹军，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32