分析金屬介質混合目標瞬態電磁散射特性的時域Nystr*m方法技術

本發明專利技術公開了一種分析金屬介質混合目標瞬態電磁散射特性的時域Nystr?m方法。針對金屬介質混合目標，采用時域體面積分方程方法可以分析其瞬態電磁散射特性。與傳統的基于RWG和SWG基函數的時域體面積分方程方法相比，基于高階Nystr?m方法的時域體面積分方程方法可以更加靈活的分析金屬和介質混合目標的瞬態電磁散射特性。在該方法中，媒質的介電常數定義在離散曲四面體單元內的插值點處，所以對離散單元內的電磁參數的描述更加準確。此外，該方法對離散網格具有魯棒性的優點，即離散網格之間可以非共形。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于分析金屬介質混合目標瞬態電磁散射特性的時域體面積分方程方法，具體是分析金屬介質混合目標瞬態電磁散射特性的時域方法。
技術介紹
目標電磁散射特性的獲取與分析是電磁問題中的一個非常重要研究領域，目標的電磁散射波是雷達探測、遙感觀測以及地質勘測鄧眾多應用的信息來源，散射特性的定量分析是這些應用系統在設計和工作時的主要依據。雷達目標的形狀和體積等物理量都是通過對雷達散射截面等參數進行計算得出的，且雷達散射截面積是雷達系統對目標“可觀測性”的一個重要指標。因此，對于各種目標散射特性的研究在這些應用領域具有特別重要的現實意義。近年，隨著寬頻帶電磁散射系統的快速發展，瞬態電磁散射特性的分析越來越引起科研學者和工程人員的關注。相比于其它方法，時域體面積分方程方法非常適合于金屬介質混合目標瞬態電磁散射特性的分析,尤其適合金屬與非均勻介質混合目標瞬態電磁散射特性的分析(K.Aygun,B.ShankerandE.Michielssen,“Fasttime-domaincharacterizationoffinitesizemicrostripstructures,”Int.J.Numer.Model.,vol.15,pp.439–457,2002.)。但是，傳統的基于RWG和SWG基函數的時域體面積分方程方法分析含有高度不均勻的煤質的混合目標時，為了較準確的描述出混合目標中煤質的電磁參數特性，需要介質體離散的四面體網格非常密。并且，傳統的時域體面積分方程方法需要離散網格共形，這極大地限制了該方法在某些實際問題中得應用。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種分析金屬介質混合目標瞬態電磁散射特性的時域方法。實現本專利技術目的的技術方案為：一種分析金屬介質混合目標瞬態電磁散射特性的時域方法，步驟如下：第一步，建立金屬介質混合目標的時域體面積分方程；第二步，對金屬介質混合目標的時域積體面分方程采用三角基函數進行時間上的離散，并分別采用曲三角形和曲四面體單元進行空間上的金屬面離散和介質體離散；第三步，形成待求解的矩陣方程，未知電流為金屬瞬態面電流和介質瞬態體電流；第四步，矩陣方程的求解以及瞬態電磁散射參數的計算。本專利技術與傳統的基于RWG和SWG基函數的時域體面積分方程方法相比，其顯著優點是：可以更加靈活和準確地分析金屬與非均勻媒質混合目標的瞬態電磁散射特性，并且對離散網格具有魯棒性。附圖說明圖1曲四面體單元映射到局部空間(u,v,w)示意圖。圖2曲三角形單元映射到局部空間(u,v)示意圖。圖3金屬介質混合目標示意圖。圖4金屬介質混合目標在不同頻率點處的雙站雷達散射截面(RCS)與商用軟件FEKO的計算結果的對比，其中，(a)頻率為60MHz的結果對比,(b)頻率為240MHz的結果對比。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術作進一步詳細描述。第一步，建立金屬介質混合目標的時域體面積分方程如下： 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分別表示金屬表面產生的感應金屬面電流和介質體內產生的感應介質體電流，Einc表示照射在目標上的電磁波的入射電場，Esca表示目標在電磁波照射后產生的散射電場，瞬態散射電場的表達形式為： E sca ( r , t , X Ω ) = - ∫ Ω μ 0本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種分析金屬介質混合目標瞬態電磁散射特性的時域方法，其特征在于步驟如下：第一步，建立金屬介質混合目標的時域體面積分方程；第二步，對金屬介質混合目標的時域積體面分方程采用三角基函數進行時間上的離散，并分別采用曲三角形和曲四面體單元進行空間上的金屬面離散和介質體離散；第三步，形成待求解的矩陣方程，未知電流為金屬瞬態面電流和介質瞬態體電流；第四步，求解矩陣方程，得到金屬瞬態面電流系數和介質瞬態體電流系數，再根據互易定理由面電流系數和體電流系數計算瞬態電磁散射參量。

【技術特征摘要】
1.一種分析金屬介質混合目標瞬態電磁散射特性的時域方法，其
特征在于步驟如下：
第一步，建立金屬介質混合目標的時域體面積分方程；
第二步，對金屬介質混合目標的時域積體面分方程采用三角基函數進行時間
上的離散，并分別采用曲三角形和曲四面體單元進行空間上的金屬面離散和介質
體離散；
第三步，形成待求解的矩陣方程，未知電流為金屬瞬態面電流和介質瞬態體
電流；
第四步，求解矩陣方程，得到金屬瞬態面電流系數和介質瞬態體電流系數，
再根據互易定理由面電流系數和體電流系數計算瞬態電磁散射參量。
2.根據權利要求1所述的分析金屬介質混合目標瞬態電磁散射特性的時域
方法，其特征在于所述步驟1中：
時域體面積分方程如下，
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...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳如山，丁大志，樊振宏，曹軍，
申請(專利權)人：南京理工大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32