基于体面积分方程快速分析高超声飞行器目标电磁散射(2)

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First of all, this paper uses the basic principle of the method of moments to discuss the principles and formulas of the ordinary decent integral equation. According to Maxwell's equations, the formula of the decent integration of complex medium is derived. Calculation of the radar cross section of the dielectric metal mixed target is based on the formula.

Secondly, we analyze the electromagnetic scattering characteristics of complex mixed targets by using a decent integral equation method, including analyzing and comparison of the an-isotropic medium and the double isotropic complex medium, and findind the advantages and the correctness of this method. And then we applies it to the analysis of the electromagnetic scattering characteristics of the target of the super loud aircraft.

Finally, we use a few examples, based on FEKO simulation software to verify our results, once again affirmed the superiority of this method.

Key words: integral integral equation, radar cross section, high supersonic aircraft

摘要 3

Abstract 3

1 绪论 6

1.1 研究背景及意义 6

1.2 研究历史及现状 7

1.3 本文的内容安排 8

2 电磁散射特性分析方法 10

2.1 引言 10

2.2 矩量法基本原理 10

2.3 体面积分原理 12

2.4 雷达散射截面 16

2.5 小结 19

3 体面积分方程方法的未知量缩减 19

3.1 引言 19

3.2 体面混合积分方程 19

3.3 电流连续性方程原理 21

3.4 小结 22

4 高超声飞行器的电磁散射特性 23

4.1 引言 23

4.2 原理 23

4.3 快速多级子基本原理 24

4.4 并行平台27

4.5 并行快速多极子的应用 27

4.4 小结 33

5 算例 34

6 总结与展望 37

6.1 本文的主要研究内容 37

6.2 工作展望 37

致谢 38

参考文献 39

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1864年，麦克斯韦站在巨人的肩膀上，提出了著名的麦克斯韦方程组，系统地概括了电磁场的基本理论。1873年，伟大的作品《电磁理论》出书， Maxwell在其中全面论述了电磁场理论，该书成为物理学的经典教义。在当今世界，随着社会日新月异，信息技术一代代革新，电磁场的理论也在不断发展丰富与完善。它被运用到各个方面，在军事方面，电磁兼容、机载雷达、机载天线、电磁炮等等领域都有广泛的应用；在民用方面，移动通信、电视广播、电波传输、全球定位系统（GPS）导航等等领域也有非凡作用。军事科学随着电磁场理论的进步而不断发展提高，人类社会在进步，生活质量也在提高。

科技创新了，人的创造力得到增强，复杂媒质取得了长足的进步，其散射特性吸引了越来越多的人的关心。各种各样的人工合成电磁介质，包括简单的介质，非线性介质，各向异性介质，各向同性介质和双各向异性介质等等。其中，各向异性介质分为电和磁各向异性介质，电导率和磁导率是张量的形式，和普通介质不同。而双各向同性介质具有电磁耦合特性，所以它的电场可以使介质极化，而且能磁化它，其极化和磁电耦合间相互耦合的关系满足一定条件。类似地，磁场也有这种影响，即媒质也能被磁场一起磁化与极化。

越来越多科学家开始关注这种复杂介质，通过计算机的对复杂媒质理论建模和数值仿真较之制作这些媒质具有重大的理论意义和实际价值。这个仿真提供了理想的环境，其结果是更准确的，并且可以排除外部条件的干扰。它分为两类：微分和积分，其中微分类主要包括有限元法，有限差分法的主要分类，而积分类包括矩量法（MoM）的主要方法。矩量法计算结果精确，并且随着多种科技的发展，MoM从计算一些电尺寸较小目标的电磁散射特性进步到解决一些电大尺寸和复杂的结构的问题。