电大尺寸目标的电磁特性分析方法研究.pdf

电子科技大学

硕士学位论文

电大尺寸目标的电磁特性分析方法研究

姓名：陈毅乔

申请学位级别：硕士

专业：电磁场与微波技术

指导教师：聂在平

20080501
摘要随着电磁技术的不断发展，通信、雷达等领域的电磁频段正逐步向高频拓展，因此对电大尺寸目标的电磁特性分析具有非常重要的意义。高频近似方法以其计算速度快、内存需求少等优点，成为了电大尺寸目标电磁特性分析的主要方法。本文从高频散射机理出发，并通过高频方法与数值方法对比分析的方式，着重研究了高频方法的计算精度和适用范围，并进一步研究了高频方法在目标的雷达散射截面计算、天线罩电磁特性分析、运动目标的散射回波计算等实际工程问题中的应用。本文首先简述了物理光学法、等效边缘电磁流法、迭代物理光学法的基本原理，并将三种方法结合运用于计算电大尺寸金属目标的雷达散射截面。本文根据高频散射机理，适当的选取各种高频方法进行分析，从而实现了对金属目标雷达散射截面的高效、准确计算。本文将高频方法和数值方法的结果进行对比分析，从幅度和相位两个方面对高频方法的计算精度进行了全面的评估，为该方法的实际工程应用奠定了基础。其次，本文采用介质物理光学法计算了平面分层介质目标的雷达散射截面，该方法在电磁波反射和透射方向具有较高的计算精度。本文将该方法运用于电大尺寸介质天线罩的电磁特性分析中，实现了对多层介质结构天线罩进行快速分析的目的；并通过离散激励源，改变积分方式，修正反射、透射系数的方法，提高了该方法的计算精度和普适性。再次，本文对金属目标的时域散射问题进行了相关的研究，简述了时域物理光学法、时域等效边缘电磁流法的基本原理，并运用其实现了对金属目标的时域散射回波的快速计算。本文提出了时域迭代物理光学法用于强耦合目标的时域电磁分析，扩展了高频方法在时域电磁分析中的运用范围。通过数值算例，分析了各种高频方法所能描述的散射机理，并与数值方法的结果进行比较，分析了高频时域方法的计算精度。在此基础上，将时域高频方法应用于运动目标的时域电磁散射特性的分析，使时域高频方法具有了更强的工程实用性。最后，本文分析了具有轴对称特性的旋转体目标，简述了旋转体矩量法的基本原理和实现方法，并用该方法计算电大尺寸的旋转轴对称结构目标雷达散射截面。该方法是数值方法，具有很高的计算精度，且通过目标的轴对称特性，大大
降低了计算量。该方法可对金属、介质及介质涂敷等多种结构的目标进行高效分析，因此其具有很高的工程运用价值。本文工作为各高频方法的进一步应用奠定了基础，也为电大尺寸目标的电磁特性分析找到了有效的解决途径。关键词：高频方法，旋转体矩量法，电磁特性分析，电大尺寸目标，运动目标摘要II
conductor(PEC)．Theoptical(P0)methodelectromagneticABSTRACTWithfrequencyanalyzeefficiencydissertation．Manyresearchedmetho也such嬲thescattering(RCS)andobjects．optical(PO)method,equivalentcurrents(EEC)method，optical(IPO)methodcontentaccuracy,differentselectedhigb-frequencyscattering．Compareddiscussedusedplanarobjectsdissertation，andandimprovedexciting,changedamendedtransientstudied．Theoptical(TDPO)methodequivalentcurrents(TDEEC)methoddescribedechoperfectoptics(TDIPO)approachpresentedthecommunicationradar,SOcharacteristiclargebecomesimportant．Themethodappliedtargetsadvantages，suchcomputationformemory．Comparedwithnumericalmethod，thecomputationaldifferentmethodsproblemsradartime司omainofmovingcomputinghigharematters，basismethod，computationalfromamplitudeinformationtransmission．Themultilayerradome．Theuniversalitytransmission．timedomamdomainphysicalcomputeofextendsdevelopmenttechn