粗糙面及其與目標復合電磁散射的有限元與邊界積分方法研究.pdf

1、本論文采用有限元方法(Finite Element Method, FEM)與邊界積分方法(Boundary Integral Method, BIM)對隨機粗糙面及其與上下方目標復合模型的相關(guān)電磁散射問題展開了系統(tǒng)研究。通過將BIM與基爾霍夫近似(Kirchhoff Approximation, KA)結(jié)合提高了BIM的仿真效率，并將基于完全匹配層(Perfectly Matched Layer, PML)的FEM算法引入到一維粗糙面

2、與二維目標的復合電磁散射問題中，采用FEM與BIM的混合算法對粗糙面與目標的電磁散射問題作了系統(tǒng)討論，并基于KA對FEM/BIM算法進行了加速，最后通過FEM/MoM對二維粗糙面及三維目標的復合電磁散射問題進行了研究。論文的主要工作如下：
　　1、針對一維介質(zhì)粗糙面及其下方埋藏目標的復合電磁散射，通過 KA對粗糙面的場信息進行近似，并采用BIM對目標區(qū)域進行模擬，同時迭代考慮兩者之間的耦合，從而提高了復合電磁散射問題的求解效率。<

3、br>　　2、將FEM/PML引入到隨機粗糙面與目標的復合電磁散射問題中，通過PML邊界對半開放區(qū)域進行截斷，截斷區(qū)域內(nèi)部采用FEM處理，基于該方法對一維粗糙面及其上下方二維目標、一維多層粗糙面及其下方二維埋藏目標等復合電磁散射問題進行了討論。
　　3、為了減小粗糙面相關(guān)電磁散射問題的求解區(qū)域，采用BIM邊界對FEM區(qū)域進行截斷，對FEM/BIM在粗糙面及其與目標復合電磁散射問題中的理論公式進行了詳細推導。
　　4、為了提高

4、 FEM/BIM算法的求解效率，通過將其與 KA進行結(jié)合，形成了一種高低頻混合方法。通過將粗糙面與目標分區(qū)處理，粗糙面區(qū)域采用KA近似處理，目標區(qū)域通過FEM/BIM求解，兩者之間的電磁耦合通過迭代過程考慮。為了改善其仿真精度，基于多區(qū)域原則，將粗糙面區(qū)域劃分為多個子區(qū)域，主區(qū)域采用BIM處理，輔區(qū)域仍采用KA處理。
　　5、基于矢量四面體基函數(shù)，三維目標區(qū)域通過FEM結(jié)合MoM邊界求解，同時結(jié)合RWG基函數(shù)，二維粗糙面區(qū)域采用M