【摘 要】
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地物的电磁散射特性一直以来在遥感、探测、反隐身等领域具有重要的应用价值。地物的种类多样,且随环境的差异分布也呈现出多样性。随着计算场景的扩大,理论模型的构建变得复杂,计算量也会显著上升,在这种情况下,现有计算平台和建模能力不足以模拟并准确地得到大场景环境中典型地物的电磁散射特性,导致理论模型与实验测量数据相差甚远。因此急需建立一种高效的全波电磁分析方法,从而能够精确、高效地分析典型地物的电磁散射特
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地物的电磁散射特性一直以来在遥感、探测、反隐身等领域具有重要的应用价值。地物的种类多样,且随环境的差异分布也呈现出多样性。随着计算场景的扩大,理论模型的构建变得复杂,计算量也会显著上升,在这种情况下,现有计算平台和建模能力不足以模拟并准确地得到大场景环境中典型地物的电磁散射特性,导致理论模型与实验测量数据相差甚远。因此急需建立一种高效的全波电磁分析方法,从而能够精确、高效地分析典型地物的电磁散射特性,为实际大型地面场景特性仿真提供理论模型与理论支撑。本文第一部分首先提出了纯介质TDS（Thin Dielectric Sheet）模型来分析薄介质目标,分别比较了切向等效和切向＆法向等效的适用范围,最后选定切向＆法向等效为本文的近似等效分析方法。然后基于体面积分方程的理论基础,推导了PMCHWT/TDS混合积分方程来求解薄介质/介质混合目标的电磁散射特性,最后推导了自由空间中格林函数的加法定理展开形式,将快速多极子方法引入到TDS求解薄介质目标及PMCHWT/TDS混合积分方程求解薄介质/介质混合目标求解平台中,能够高效计算各种介质目标的电磁散射特性。本文第二部分主要是利用快速方法高效求解无限大周期结构目标的电磁散射特性。首先推导了周期格林函数的谱域和空域形式,分别用Poisson求和公式和Ewald恒等式对其无穷求和项进行加速求解,大大加速了周期格林函数的收敛速度。然后根据球谐函数展开理论推导了周期格林函数的加法定理展开形式,并使用差分的数值方法推导了周期格林函数远场展开式的梯度项,使得周期快速多极子方法适用于求解无限大介质目标。论文通过数值仿真算例验证了周期快速多极子方法求解无限大薄介质/介质混合目标的准确性及高效性。
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