时域矩量法及其在辐射和散射问题中的应用

论文题目: 时域矩量法及其在辐射和散射问题中的应用

论文类型: 硕士论文

论文专业: 无线电物理

作者: 朱金松

导师: 葛德彪,李清亮

关键词: 时域矩量法,时域有限差分方法,电场积分方程,混合法

文献来源: 西安电子科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文利用时域矩量法(MOMTD)及其与时域有限差分方法(FDTD)的混合法分析计算目标电磁辐射与散射问题。所做工作包括三个方面:1)基于矩量法,考虑金属导线表面切向电场为零,推导出任意形状线天线的电场积分方程,给出了天线表面电流分布的迭代公式,在细线天线辐射和散射问题中应用很好,具有较好的稳定性和精确性。2)为了改善时间步进(MOT)算法求解时域电场积分方程时出现的时间后期不稳定性,对隐式(implicit)MOT算法和显式(explicit)MOT算法进行了系统的研究,这两种方法都具有较好的稳定性和精确性,特别是在显式(explicit)MOT基础上求解二阶时间微分的电场积分方程,矢量位随时间变换关系采用公共边的中心近似,标量位采用单元重心近似,并对其采用先五步后三步的平均法,大大改善了后期振荡的问题。3)随着实际电磁问题的复杂性,单一的数值或解析方法已不能满足其需求,不同方法间的混合方法已成为一种发展趋势,为了与时域差分方法形成良好匹配,完成显式迭代,对时域矩量法和时域有限差分方法的混合算法进行了研究。该混合法是基于表面等效原理(即惠更斯原理)的应用,针对放置在目标散射体附近的线天线这一复杂结构,用表面等效电磁流源代替波源将原问题划分为两个独立的子问题:包含导线结构的区域用时域矩量法解决,而对于目标散射体则采用时域有限差分方法处理。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 时域方法的发展及应用

1.2 本文的主要研究工作及内容安排

第二章时域矩量法在任意形状线天线中的应用

2.1 引言

2.2 细线天线的积分方程及矩量法求解

2.3 电磁辐射及散射的数值结果

2.3.1 线天线的辐射问题

2.3.2 线天线对电磁脉冲的散射问题

2.4 本章小结

第三章时域矩量法分析任意形状三维导体目标散射

3.1 隐式（implicit）MOT 算法

3.1.1 引言

3.1.2 时域电场积分方程

3.1.3 空间基函数的选取

3.1.4 时域矩量法数值求解过程

3.1.5 隐式方法矩阵方程求解过程

3.1.6 远区散射场的计算

3.1.7 数值结果与分析

3.2 显式（explicit）MOT 算法

3.2.1 引言

3.2.2 时域电场积分方程及其数值求解过程

3.2.3 远区散射场的计算

3.2.4 数值结果与分析

3.3 本章小结

第四章时域矩量法与时域有限差分方法的混合法

4.1 引言

4.2 MOMTD+FDTD 混合算法原理

4.3 混合算法具体过程

4.4 数值模拟与分析

4.5 本章小结

结束语

致谢

参考文献

在读硕士期间研究成果

发布时间: 2006-12-29

参考文献

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时域矩量法及其在辐射和散射问题中的应用

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