论文摘要
源-场问题是电磁场中的一个很重要的问题。无论是理论研究还是实际应用，源-场关系的表达和计算都是电磁场问题的关键。对大部分电磁场问题而言，只要源-场问题得到解决，其它问题也会迎刃而解。本文讨论的基于并矢格林函数（DGF）的PEC／PMC边界外推截断（BET）法正是围绕这一关键问题，探讨一种源-场关系的计算方法。作为一种关于源-场计算方法的研究，本文采用基于DGF的PEC／PMC BET法讨论了在源为已知的情况下对外场（辐射场）的求取。作为一种方法和思路，PEC／PMC BET的适用范围并不仅仅限于对外场的求取，在其它方面，例如矩量法中对等效源的计算中，这种方法也同样有效；同时，虽然本文进行的讨论是基于DGF解析解的，但PEC／PMC BET方法本身并不受这种限制，原则上同样可以用于数值方法。基于DGF的PEC／PMC BET法是一种基于解析解的半数值法，它的关键就在于内-外问题的转化。通过内问题的解析解来求得外问题的半数值解，很好地发挥了解析法和数值法各自的优势。既避免了解析法中复杂的推导和计算过程，也大大减小了数值法中的计算量。此外，PEC／PMC边界均值方法的采用进一步降低了边界处理的难度。本文首先从传输线模型出发，分析了传输线方程的解从内域模型扩展到外域模型的方法和过程。通过传输线与平面波的对偶关系，对平面波的类似特性进行了对比分析，并介绍了解的扩展、边界截断以及内-外问题的转化的概念。以方波导作为自由空间的内问题模型，阐述了电磁场问题中PEC／PMC BET和内-外问题的转化原理。在上述基础上，通过对PEC半平面的内问题模型的建立，应用PEC／PMC BET法分析了点源情况下PEC半平面的外场分布（外问题），并在理论分析和数值计算过程中体现了这种方法的优势。在对PEC半平面问题的讨论中，从内问题模型的建立到辐射场的计算，本文详细分析并总结了基于DGF的PEC／PMC BET法的应用步骤。作为基于DGF的PEC／PMC BET法另一个具体应用，采用所总结的分析方法应用步骤，对点源情况下同轴波导外问题的场强分布进行了讨论。全面详细地对基于DGF的PEC／PMC BET方法的使用进行了进一步的分析和总结，同时也进一步验证了这种方法的可行性。本文最后运用相关章节对PEC半平面和同轴波导的分析方法和分析结果，结合实际应用，对移动通信工程设计与施工中可能遇到的某些问题进行了分析，并提出了原则性解决方案。